DE2953416C2 - - Google Patents
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L7/042—Detectors therefor, e.g. correlators, state machines
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- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
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- H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal
- H04L7/046—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal using a dotting sequence
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- Power Engineering (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
- Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Synchronisation
eines in einem Empfänger empfangenen digitalen Datensignals
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur
Synchronisation eines Empfängers mit einem davon empfangenen
digitalen Datensignal gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind aus
Philipps Technische Rundschau, 1977/78, Nr. 1, Seite 11 bis 26
bekannt.
Entzerrer werden allgemein im Modemempfängern verwendet,
um Amplituden- und Phasenverzerrungen auf Fernmeldeleitungen
zu kompensieren. Die Entzerrer können fest
eingestellt oder einstellbar sein und die einstellbaren
Entzerrer können von Hand einstellbar oder automatisch
sein. Automatische Entzerrer werden oft als automatische
Regulatoren bezeichnet. Einstellbare Entzerrer oder
Regulatoren können Vorrichtungen mit offener oder geschlossener
Schleife sein, wobei der Regulator mit geschlossener
Schleife oder Rückkopplungsregulator so
ausgebildet ist, daß er auf ein Signal auf der Fernmeldeleitung
anspricht. Siehe z. B. J. G. Proakis, "Adaptive
Digital Filters for Equalization of Telephone Channels",
IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, Vol.
Au-18 Nr. 2, S. 195 (Juni 1970); Bell Telephone Laboratories,
Transmission Systems for Communications, S. 373-395, 722-723
(durchgesehene 4. Aufl. 1971). Ein anpassungsfähiger Entzerrer
weist typischerweise eine angezapfte Verzögerungsleitung
auf, durch die das empfangene Signal geschoben
wird, eine Mehrzahl von Anzapfungen an der Verzögerungsleitung,
Einrichtungen zum Modifizieren der Amplitude und/oder
Phase des Signals an jeder Anzapfung, und eine Einrichtung
zum Summieren des durch jede Modifizierungseinrichtung
erzeugten modifizierten Signals. Typischerweise
sind die Modifiziereinrichtungen Multiplizierer, die die
Signale an den Anzapfungen mit Koeffizienten multiplizieren,
die so ausgewählt sind, daß sie Amplituden- und
Phasenverzerrungen im empfangenen Signal, das durch die
angezapfte Verzögerungsleitung geschoben wird, korrigieren.
Irgend eine Art von Synchronisation zwischen dem Empfänger
und dem Signal, das er empfängt, ist absolut notwendig,
damit der Empfänger das empfangene Signal richtig inter
pretiert. Das Empfängermodul muß mindestens eine Baudsyn
chronisation vornehmen, die es erfordert, daß die Baudrate
beim Empfänger exakt dieselbe ist wie die der empfangenen
Daten und in der richtigen Phasenbeziehung mit
diesen Daten steht. Zusätzlich benötigen einige Empfänger
ausführungen, beispielsweise kohärente Detektoren, eine
Trägersynchronisation und Einleitungssynchronisation
(preamble synchronization). Im Idealfall ist bei der
Trägersynchronisation das Signal des Überlagerungsträgers
auf derselben Frequenz und in der richtigen
Phasenlage zum Senderträgersignal, das das gerade empfangene
Signal moduliert, obwohl bemerkt wird, daß die Wirkung
einer Trägersynchronisation ohne tatsächlich synchronisierende
Signale erreicht werden kann.
Zur Einleitungssynchronisation muß eine örtlich erzeugte
Einstell (training) -Sequenz in Phase mit einer Einlei
tungseinstellsequenz sein, die am Beginn des empfangenen
Datensignals angeordnet ist. Die Einleitungssynchronisation
ist entweder exakt, d. h. innerhalb einer Baudzeit
festgelegt, oder angenähert, d. h. innerhalb
einer annehmbaren Toleranz, damit der Empfänger richtig
synchronisieren kann. Die exakte Synchronisation gestattet
eine überragende Einstellfähigkeit. Um beim Stand
der Technik eine exakte Einleitungssynchronisation zu erhalten,
ist es üblich, ein Vorderkantentaktsignal am Beginn
des gesendeten Signals einzufügen und eine geeignete
Vorrichtung im Empfänger zu verwenden, um dieses Taktsignal
festzustellen. Wie offensichtlich sein wird, erfordert
die Erzeugung und Feststellung eines solchen Signals
eine spezielle Vorrichtung und die damit verbundenen
zusätzlichen Kosten und die zusätzliche Kompliziertheit.
Daher sind nicht alle Empfängermodems so ausgebildet, daß
sie eine exakte Trägersynchronisation oder Einleitungssynchronisation
erreichen. Beispielsweise liefert das
Bell System 208 Modem kein Taktereignis, sondern verläßt
sich auf den Empfänger, daß dieser eine Vierphasensequenz
in der Einstellsequenz richtig feststellt, um die
Einstellung des Entzerrers zu bewirken. Eine solche angenäherte
Einleitungssynchronisation hängt jedoch von der
Fähigkeit des Nachrichtenkanals ab, die Vierphaseneinstellsequenz
fehlerfrei zu übertragen. Ab einem gewissen Grad
der Amplituden- und Phasenverzerrung des Kanals werden
Fehler eingeführt und es kann keine anpassungsfähige
Entzerrung eingerichtet werden.
Die gattungsgemäße Druckschrift Philipps Technische Rundschau,
1977/78, Nr. 1, Seite 11 bis 26 beschreibt einen schnellen
automatischen Entzerrer für Datenverbindungen, wobei insbesondere
unter Bezug auf Bild 16 auf Seite 17 der Druckschrift ein
im Zeitbereich arbeitender automatischer Entzerrer beschrieben
wird, bei dem an Anzapfungen einer Verzögerungsleitung DEL
anstehende Signale durch Modifikation mit entsprechenden Koeffizienten
c₁ bis cN, die von einer Regelschaltung erzeugt
werden, in modifizierte Signale umgewandelt werden. Das Ziel
dieser bekannten automatischen Entzerrervorrichtung ist es,
drei Datenbits auf jedes Abtastereignis hin so zu übertragen,
daß das Signal mit konstanter Amplitude, jedoch in acht unterschiedlichen,
um 45° versetzte Phasenlagen übertragen wird. Jeder Endpunkt
dieser acht Phasenzustände entspricht einem von acht möglichen
Kombinationen der drei Datenbits.
Die bekannte Vorrichtung enthält keine Maßnahmen zur Änderung
der Phase der an den Anzapfungen der Verzögerungsleitung DEL
anstehenden Signale. Auf Seite 18, linke Spalte, dritter Absatz
dieser Druckschrift ist ausgeführt, daß man im Empfänger über
eine Pulsfolge verfügen muß, die identisch mit der vom Sender
ausgesendeten Folge von Testimpulsen ist, welche in der in
Bild 16 auf Seite 17 gezeigten Vorrichtung zweckmäßigerweise
aus dem Ausgangssignal des Entzerrers gewonnen werden.
Dagegen beschreibt diese Druckschrift an keiner Stelle, daß
neben diesen Vergleichsimpulsen eine weitere Art von zur Modifikation
dienenden Signalen vorzusehen sei.
Es ist demnach Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur
Synchronisation eines in einem Empfänger emfpangenen digitalen
Datensignals unter Verwendung eines adaptiven Digitalfilters
so zu ermöglichen, daß dieser ein vorbestimmtes Signal im empfangenen
Eingangssignal erkennt, so daß dieses als Synchronisationssignalsequenz
verwendet werden kann. Weiterhin ist es
Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Synchronisation eines
Empfängers mit einem von diesem empfangenen digitalen Datensignal
unter Verwendung eines adaptiven Digitalfilters so zu ermöglichen,
daß eine einfache und sichere Synchronisation ermöglicht
wird.
Die erste Teilaufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1
angegebenen Merkmalen gelöst. Die davon abhängigen Ansprüche 2
bis 4 kennzeichnen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen davon.
Die zweite Teilaufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 5
angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafterweise kann dadurch, daß man an die Modifiziereinrichtung
des adaptiven Digitalfilters Eingangssignale anlegt,
die proportional dem konjugiert komplexen Wert von Signalen im
empfangenen Signal sind, im Falle diese modifizierten Signale
mit den Signalen in der angezapften Verzögerungsleitung übereinstimmen,
ein besonders deutliches Ausgangssignal der Summiereinrichtung,
das erkennbar größer als in anderen Fällen ist,
erhalten werden.
Folglich kann eine einfache Schwellenwertvorrichtung verwendet
werden, um die genaue Baudzeit zu erkennen, in der vorgewählten
Signale im empfangenen Signal in der angezapften Verzögerungsleitung
enthalten sind. Das Ausgangssignal dieser Stellenwerteinrichtung
kann dann in üblicher Weise verwendet werden, um
eine exakte Einleitungssynchronisation zwischen dem Empfänger
und dem empfangenen Signal einzurichten.
Diese und andere Ziele, Merkmale und Elemente der
Erfindung werden leicht deutlich aus der folgenden
detaillierten Beschreibung der Erfindung, in der
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines typischen
bekannten Nachrichtenkanals ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Einstellsequenz
ist, die bei der praktischen Verwirklichung
meiner Erfindung verwendet wird;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines erläuternden
Beispiels meiner Erfindung ist.
Ein typisches Breitband-Nachrichtensystem weist einen
Sender 10 auf, einen Nachrichtenkanal 14 und einen
Empfänger 15. Der Sender 10 enthält eine Signalquelle 11
und einen Signalmodulator 12, der eine Hälfte eines Modulators/Demodulators
(Modems) ist. Der Empfänger 15 enthält
einen Signaldemodulator 16, einen anpassungsfähigen
Entzerrer 17, und einen Detektor 18. Der Demodulator 16
ist die zweite Hälfte des Empfängermodems. Der anpassungsfähige
Entzerrer 17 wird verwendet, um Amplituden- und
Phasenverzerrungen im Nachrichtenkanal zu kompensieren.
Typischerweise ist er durch ein Rückkopplungssystem mit
geschlossener Schleife automatisch einstellbar. Solche
Entzerrer werden allgemein verwendet bei jedem Nachrichtenkanal
mit einer Datenübertragungsrate von 4800 Bit pro
Sekunde oder mehr.
Der typische Signalempfangsprozeß beinhaltet das Detektieren
des Signals im Empfänger, das Einstellen der Verstärkung
des Empfängers, das Schaffen der Baudsynchronisation
und der Einleitungssynchronisation. Diese Ereignisse
finden während des Empfangs einer Einstellsequenz
statt. Eine bei einem Modem mit 4800 Bit pro Sekunde
(bps) verwendete Einstellsequenz ist in Fig. 2 dargestellt.
Für eine 4800 bps-Signalübertragung unter Verwendung
von drei Datenbits pro Symbol ist eine solche
Einstellsequenz gewöhnlich ungefähr 80 Symbole lang.
Die ersten 14 dieser Symbole sind mit Phasenumkehrungen
ausgefüllt, um eine schnelle Träger- und Baudtaktsynchronisation
zu erleichtern. Während dieser Zeitperiode wird
das Signal detektiert und die Verstärkung wird eingestellt.
Die nächsten 58 Symbole sind zusammengesetzt aus
einer Zweiersymbol-Pseudo-Zufalls-Sequenz, und die letzten
8 Symbole sind ausgefüllt mit einer Acht-Symbol-Zufalls-Sequenz.
Die Einleitungssynchronisation wird
frühzeitig beim Empfang der Zweiersymbol-Pseudo-Zufalls-Sequenz
eingerichtet. Die gestrichelte Fläche innerhalb
der Zweiersymbol-Pseudo-Zufalls-Sequenz zeigt einen Teil
dieser Sequenz an, der entsprechend meiner Erfindung verwendet
wird, um die Einleitungssynchronisation einzurichten.
Typischerweise hat dieses schraffierte Gebiet eine
Länge in der Größenordnung von 12 Symbolen, aber meine
Erfindung kann mit kürzeren und längeren Sequenzen praktisch
ausgeführt werden.
Zur Erläuterung ist eine Vorrichtung zur Ausführung meiner
Erfindung in Fig. 3 gezeigt. Der konventionelle Teil dieses
Geräts ist ein anpassungsfähiger Entzerrer, der eine ange
zapfte Verzögerungsleitung 20, eine Signalmodifiziereinrichtung
30, eine Signal
erzeugungseinrichtung 40 und eine Summiereinrichtung 50
aufweist. Das Ausgangssignal der Summiereinrichtung 50
ist das Ausgangssignal dieses anpassungsfähigen Entzerrers.
Die angezapfte Verzögerungsleitung weist eine Reihe
von Anzapfungen 22 mit einem Verzögerungsleitungssegment 25
zwischen jeder Anzapfung auf. Zur Erläuterung sind diese
Anzapfungen in einem gegenseitigen Abstand angeordnet,
der der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen im
empfangenen Signal entspricht, das sequentiell durch die
Verzögerungsleitung geschoben wird. Es wird jedoch bemerkt,
daß andere Abstände verwendet werden können, beispielsweise
Bruchteile oder Vielfache der Zeit zwischen aufeinanderfolgenden
Symbolen. Die Signalmodifiziereinrichtungen
modifizieren die Amplitude und/oder Phase des Signals an
jeder Anzapfung in Übereinstimmung mit einem Eingangssignal,
das von der Signalerzeugungseinrichtung 40 erzeugt wird.
Typischerweise ist die Modifiziereinrichtung 30 ein Multiplizierer
32. Die Signalerzeugungseinrichtung 40 enthält
einen Signalgenerator 42 mit idealer Kennlinie, einen
Summenpunkt 44 und einen Signalmultiplizierer 45, durch
den hindurch Signale dem Multiplizierer 32 zugeführt werden.
Eine Rückkopplungsschleife von der Summiereinrichtung 50
zum Summenpunkt 44 ermöglicht es, daß die obengenannten
Elemente in bekannter Weise als üblicher Entzerrer arbeiten,
um Amplituden- und/oder Phasenverzerrungen im
empfangenen Signal zu korrigieren. Siehe beispielsweise
J. G. Proakis, der oben zitiert ist. Zahlreiche andere
Rückkopplungsschaltungen, die für die Verwendung in einem
anpassungsfähigen Entzerrer geeignet sind, werden den Fachleuten
gegenwärtig sein.
Ich habe gefunden, daß solche konventionelle anpassungsfähige
Entzerrer zur Schaffung einer Einleitungssynchronisation
modifiziert werden können durch Hinzufügen einer
zweiten signalerzeugenden Einrichtung 60, einer Durchschalteinrichtung
70 und eines Signalverarbeiters und
Schwellendetektors 80. Die signalerzeugende Einrichtung 60
weist einen Singalgenerator 62 auf, der Signale erzeugt,
die Signal für Signal proportional sind dem konjugiert
komplexen Wert von bestimmten Signalen der Signale, von
denen man weiß oder erwartet, daß sie an den Anzapfungen 22
zu irgendeinem Zeitpunkt während des Prozesses des Verschiebens
der Einstellsequenz durch die Verzögerungsleitung vorhanden
sind. Typischerweise ist der Signalgenerator 62
ein Lesespeicher und die Schaltung, die nötig ist,
seine Ausgangssignale zu den richtigen Multiplizierern 32
zu leiten. Die Durchschalteinrichtung 70 enthält eine Reihe
von üblichen logischen Verknüpfungsgliedern 72, die derart
arbeiten, daß sie jedem Multiplizierer 32 entweder ein
Signal vom Signalgenerator 62 oder ein Signal von einem
Multiplizierer 45 zuführen. Während des Empfangs der Einstellsequenz
beim Empfänger werden diese Verknüpfungsglieder
so betätigt, daß sie den Modifiziereinrichtungen die
Signale vom Generator 62 zuführen. Der Signalverarbeiter
und Schwellendetektor 80 wird während des Empfangs der
Einstellsequenz so betätigt, daß er die exakte Baudzeit
feststellt, zu der die Signale an den Anzapfungen 22 proportional
den konjugiert komplexen Werten der durch den
Signalgenerator 62 erzeugten Signale sind. Somit arbeiten
während des Empfangs der Einstellsequenz diese Elemente
als ein angepaßtes Filter. Bei der Feststellung dieser
Übereinstimmung wird ein Ausgangssignal durch den Signalverarbeiter
und Schwellendetektor 80 erzeugt, das die Einleitungssynchronisation
zwischen dem Empfänger und dem
gerade empfangenen Signal einrichtet.
Bei der praktischen Ausführung meiner Erfindung wird ein
Datennachrichtensignal vom Sender 10 zum Empfänger 15 über
den Nachrichtenkanal 14 gesendet. Während das Signal
empfangen wird, wird es durch den Demodulator 16 demoduliert
und sequentiell durch die angezapfte Verzögerungsleitung
20 im Enzerrer 17 geschoben. Nach jeder Verschiebung
des Signals wird das Signal an jeder Anzapfung 22 der
Verzögerungsleitung der Signalmodifiziereinrichtung 30 zugeführt.
Am vorderen Ende dieses Nachrichtensignals befindet sich
eine Einstellsequenz. Nach jeder Verschiebung der Einstellsequenz
durch die Verzögerungsleitung wird das Signal an
jeder Anzapfung der Verzögerungsleitung in der Modifiziereinrichtung
30 mit einem Signal von der signalerzeugenden
Einrichtung 60 multipliziert; und das Ausgangssignal von
allen Modifiziereinrichtungen wird durch die Summiereinrichtung
50 summiert. Die den verschiedenen Modifiziereinrichtungen
30 von der erzeugenden Einrichtung 60 zugeführten
Signale sind typischerweise unterschiedlich, was aus einem
unten angegebenen Beispiel deutlich wird. Für jede modifizierende
Einrichtung bleibt jedoch das Signal von der erzeugenden
Einrichtung 60 dasselbe während des ganzen Prozesses,
in dem die Einstellsequenz durch die Verzögerungsleitung
hindurchgeschoben wird.
Als Ergebnis verändert sich das Ausgangssignal der Summiereinrichtung
50 stark, während unterschiedliche Gruppen von
Signalen an den Anzapfungen der Verzögerungsleitung mit den
Signalen von der Erzeugungseinrichtung 60 multipliziert
werden. Wenn das Ausgangssignal der Summiereinrichtung 50
einen vorher festgelegten Zustand annimmt, wie er durch
den Signalverarbeiter und Schwellendetektor 80 festgestellt
wird, wird das Ausgangssignal erzeugt, das die Einleitungssynchronisation
einrichtet. Sobald einmal die Einleitungssynchronisation
eingerichtet ist, werden die Durchschalteinrichtungen
70 so geschaltet, daß den Modifiziereinrichtungen
30 die Signale von der signalerzeugenden Einrichtung
40 zugeführt werden. Von diesem Zeitpunkt an arbeitet
das Gerät der Fig. 3 als Entzerrer während des ganzen
Empfangs des Nachrichtensignals, das durch die Verzögerungsleitung
20 geschoben wird.
Wie offensichtlich sein dürfte, kann meine Erfindung mit
zahlreichen Änderungen der oben beschriebenen Vorrichtung
praktisch ausgeführt werden. Im Idealfall sind die den
Modifiziereinrichtungen 30 von der signalerzeugenden Einrichtung
60 zugeführten Signale Signal für Signal proportional
den konjugiert komplexen Werten einer Gruppe von
Signalen, die an den Anzapfungen der Verzögerungsleitung
zu einer vorher festgelegten Zeit im Prozeß des Verschiebens
der Einstellsequenz durch die Verzögerungsleitung
erscheint. Somit brauchen die konjugiert komplexen Werte
nicht mit dem gesendeten Signal in Beziehung stehen, sondern
sie müssen vielmehr in Beziehung stehen mit dem Signal,
das mit welchen Amplituden- und Phasenverzerrungen auch
immer empfangen wird, die im Nachrichtenkanal erzeugt werden.
In der Praxis ändern sich jedoch diese Verzerrungen
während der Zeit und es ist schwer vorauszusagen, wie sie
während irgendeiner speziellen Übertragungsperiode beschaffen
sind. Es mag daher günstig sein, in der Erzeugungseinrichtung
60 Signale zu erzeugen, die den zu einem Teil
des übertragenen Signals konjugierten komplexen Werten
proportional sind oder die irgendein Kompromiß zwischen
dem, was übertragen wird und dem, was man beim Empfang
erwartet, sind. Man wird erkennen, daß diese und ähnliche
Alternativen angenähert proportional den zu den empfangenen
Signalen konjugiert komplexen Werten sind.
Von dem Signalverarbeiter und Schwellenwertdetektor 80
können unterschiedliche Schwellenwertkriterien verwendet
werden, um die exakte Baudzeit festzustellen, zu der die
Signale an den Anzapfungen 22 proportional dem zu den Signalen
konjugiert komplexen Wert sind, der durch den Signalgenerator
62 erzeugt wird. Es kann ein so einfaches Kriterium
sein wie die Prüfung des Ausgangssignals der Summiereinrichtung
50, um festzustellen, ob es einen vorbestimmten
Schwellenwert überschreitet. Bei der praktischen Ausführung
der Erfindung habe ich empirisch gefunden, daß es
vorzuziehen ist, jedes Ausgangssignal und das unmittelbar
vorhergehende Ausgangssignal der Summiereinrichtung 50 zu
prüfen, um zu sehen, ob sie beide einen Schwellenwert überschreiten.
Wenn sie dies tun, wird die Einleitungssynchronisation
mit dem späteren der zwei Signale in der Verzögerungs
leitung, die die beiden Ausgangssignale erzeugen, eingerichtet.
Ein stärker verfeinertes Verfahren würde darin
bestehen, mehrere der Ausgangssignale der Summiereinrichtung
50 zu prüfen und die Einleitungssynchronisation mit
dem Signal in der Verzögerungsleitung einzurichten, das
das maximale Ausgangssignal der Summiereinrichtung 50
erzeugt. Die Ausführung jedes dieser Schwellenwertkriterien
und von zahlreichen anderen ist für die Fachleute
offenkundig.
Die in Nachrichtensystemen verwendeten Einstellsequenzen
wechseln mit der Anlage. Der spezielle Teil dieser
Sequenz, der zum Einrichten der Einleitungssynchronisation
verwendet wird, kann sich ändern ebenso wie die Länge dieses
Teils. Bei der Ausführung meiner Erfindung habe ich
einen Teil der Sequenz verwendet, der 12 Symbole lang ist,
und ich habe einen Satz von 12 Signalen in der signalerzeugenden
Einrichtung 60 erzeugt und sie den Modifiziereinrichtungen
30 zugeführt, die mit 12 aufeinanderfolgenden
Anzapfungen 22 der Verzögerungsleitung 20 verbunden sind.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Schaltung wird das erste Signal
der am weitesten rechts liegenden Modifiziereinrichtung 30
zugeführt und die übrigen Signale werden in Nummernfolge
den Modifiziereinrichtungen links davon zugeführt. Für die
z. Zt. bei dem Bell System 208 Modem verwendete Einstellsequenz
sind die erzeugten Signale in der Darstellung als
Oktalphasenzahlen: -2, -3, 2, -3, 4, -3, 2, 3, -2, -3,
Leer, -1. Wie man im Stand der Technik finden wird, hat
jede Oktalphasenzahl eine reelle und eine imaginäre Komponente.
Die Oktalphasenzahlen 0 und 4 sind rein reelle
Zahlen mit positivem bzw. negativem Wert; die Oktalphasenzahlen
2 und -2 sind rein imaginäre Zahlen mit positivem
bzw. negativem Wert; und die übrigen Oktalzahlen haben
von Null verschiedene reelle und imaginäre Werte. Der
"Leer"-Wert in dem Satz von 12 Signalen hat einen reellen
und imaginären Wert Null und bringt daher keinen Beitrag
zum Prozeß des Anpassens des empfangenen Signals. Tatsächlich
wird die 11. Anzapfung in der Verzögerungsleitung
nicht benutzt. Darüberhinaus ist es wie dieses Beispiel
nahebringt, nicht notwendig, daß aufeinanderfolgende Symbole
in der Einstellsequenz für den Anpaßprozeß verwendet
werden. Es ist auch nicht nötig, auf diskrete Symbole ein
zuwirken. Meine Erfindung kann mit jedem Abstand
zwischen den Anzapfungen der Verzögerungsleitung praktiziert
werden. Es ist nur erforderlich, daß die den Multiplizierern
32 von der Erzeugungseinrichtung 62 zugeführten
Signale angenähert proportional den konjugiert komplexen
Werten der Signale, sind von denen man erwarten
würde, daß sie an diesen Anzapfungen zu irgendeinem Zeitpunkt
während des Verschiebeprozesses der Einstellsequenz
durch die Verzögerungsleitung vorhanden sind.
Die speziellen Einzelheiten der bei der praktischen Ausführung
meiner Erfindung verwendeten Vorrichtung werden
für die Fachleute aus der obigen Beschreibung offensichtlich
sein. Aus Gründen der Deutlichkeit der Beschreibung
sind die Einzelheiten des anpassungsfähigen Filters der
Fig. 3 in Form eines Blockdiagramms gezeigt und es sind
nur 7 Anzapfungen gezeigt. Wie von den Fachleuten erkannt
werden wird, wird die Multiplikation von komplexen Zahlen,
die durch solch einen Filter ausgeführt wird, tatsächlich
durch Aufspalten des empfangenen Signals in zwei orthogonale
Komponenten und Zuführen jeder Komponente zu einer
körperlich getrennten Verzögerungsleitung erreicht. Die
Modifiziereinrichtung 30 ist mit einer Anzapfung in jeder
Verzögerungsleitung verbunden, derart, daß das von diesen
Anzapfungen der Modifiziereinrichtung zugeführte Signal
eines der Symbole im empfangenen Signal bildet. Die Bezugnahmen
in den Ansprüchen auf eine "Verzögerungsleitung"
oder eine "Anzapfung" sollen so verstanden werden, daß sie
eine Mehrzahl von Verzögerungsleitungen oder eine Anzapfung
in jeder solcher Verzögerungsleitung, wo das empfangene
Signal mehr als einer Verzögerungsleitung zugeführt wird,
mit umfassen. Wie ebenfalls deutlich sein wird, kann es
wünschenswert sein, einen einzelnen Multiplizierer zu verwenden,
um die verschiedenen durch die unterschiedlichen
Multiplizierer 32 der Fig. 3 dargestellten Multiplikationen
auszuführen. Die Schaltung und Arbeitsweise eines solchen
einzelnen Multiplizierers wird für die Fachleute offensichtlich
sein.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Synchronisation eines in einem Empfänger
empfangenen digitalen Datensignals, mit
- - einem adaptiven Digitalfilter, das aufweist:
eine angezapfte Verzögerungsleitung (20) mit einer Vielzahl von in vorgegebenen zeitlichen Abständen angeordneten Anzapfungen (22);
eine Schiebeeinrichtung, die das empfangene Digitalsignal sequentiell durch die Verzögerungsleitung (20) verschiebt;
eine Modifiziereinrichtung (30), die jeweils die Amplitude und/oder die Phase des Digitalsignals an jeder Anzapfung (22) auf der Basis mindestens eines digitalen Eingangssignals modifiziert;
eine Einrichtung (50), die die jeweiligen modifizierten Signale summiert; und
einen ersten Signalgenerator (40, 42, 44, 45), der das digitale Eingangssignal für die Modifiziereinrichtung abhängig von mindestens einem bestimmten Teil des empfangenen Digitaldatensignals zur Korrektur von Amplituden- und/oder Phasenverzerrungen im empfangenen digitalen Datensignal in der bei adaptiven Entzerrern üblichen Weise erzeugt,
gekennzeichnet durch
- - einen zweiten Signalgenerator (60, 62), zum Erzeugen eines weiteren digitalen Eingangssignals für die Modifiziereinrichtung, wobei dieses weitere Eingangssignal annähernd proportional dem konjugiert komplexen Wert einer Mehrzahl von bekannten und erwarteten Digitalsignalen zumindest eines Teils des empfangenen digitalen Datensignals ist, die an bestimmten Anzapfungen (22) der Verzögerungsleitung auftreten;
- - eine Wähleinrichtung (70), die wahlweise die Eingangssignale von dem ersten oder dem zweiten Signalgenerator zu unterschiedlichen Zeiten der Modifiziereinrichtung zuführt; und
- - einen mit einem Ausgang der Summiereinrichtung verbundenen Signalprozessor (80), der auf die Erfassung der genannten Mehrzahl der bekannten und erwarteten Digitalsignale an den bestimmten Anzapfungen der Verzögerungsleitung hin ein Ausgangssignal erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Modifiziereinrichtung (30) ein Multiplizierer (30)
ist, der die jeweiligen Digitalsignale an jeder Anzapfung
(22) der Verzögerungsleitung (20) mit den jeweiligen von
der Wähleinrichtung gewählten digitalen Eingangssignal
multiplikativ verknüpft.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Modifiziereinrichtung die jeweils an jeder Anzapfung
(22) der Verzögerungsleitung (20) auftretenden digitalen
Datensignale, wenn die Wähleinrichtung das vom zweiten
Signalgenerator (60) erzeugte Eingangssignal gewählt hat,
mit einem Digitalsignal multipliziert, das dem konjugiert
komplexen Wert des an der jeweiligen Anzapfung der Verzögerungsleitung
auftretenden bekannten und erwarteten Digitalsignals
im empfangenen digitalen Datensignals proportional
ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Anzapfungen jeweils um einen zeitlichen Abstand gegenseitig
versetzt sind, der einem ganzzahligen Vielfachen
des Zeitabstands zwischen aufeinanderfolgenden Symbolen
im empfangenen digitalen Datensignal entspricht.
5. Verfahren zur Synchronisation eines Empfängers mit einem
davon empfangenen digitalen Datensignal mit folgenden
Schritten:
- - Zuführen des empfangenen digitalen Datensignals zu einer angezapften Verzögerungsleitung (20), die eine Vielzahl von in vorgegebenen zeitlichen Abständen angeordneten Anzapfungen aufweist;
- - sequentielles Verschieben des empfangenen digitalen Datensignals durch die Verzögerungsleitung;
- - Modifikation der Amplitude und/oder Phase der Digitalsignale,
die an jeder Anzapfung der Verzögerungsleitung
auftreten, mit einem abhängig von mindestens einem bestimmten
zu erwartenden Teil des empfangenen Datensignals erzeugten
digitalen Eingangssignal; und Summieren der durch
den Modifikationsschritt erzeugten modifizierten Digitalsignale;
dadurch gekennzeichnet, daß die Modifikation der Digitalsignale durch Multiplikation der Signale an den jeweiligen Anzapfungen mit Signalen durchgeführt wird, die angenähert dem konjugiert komplexen Wert mehrerer Digitalsignale einer Synchronisationsfolge im empfangenen digitalen Datensignal proportional sind, und daß, wenn das im Summierschritt erzeugte Signal ein vorgegebenes Kriterium erfüllt, ein Ausgangssignal erzeugt wird, das die Erfassung der genannten Signale der Synchronisationsfolge im empfangenen digitalen Datensignal angibt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß ein an einer ersten Anzapfung
auftretendes Signal mit einem Signal multipliziert wird,
das angenähert gleich dem konjugiert komplexen Wert des
an dieser Anzapfung zu irgendeinem Zeitpunkt während des
Schiebevorgangs durch die Verzögerungsleitung erwarteten
Signals ist, und daß ein an einer zweiten Anzapfung
auftretendes Signal mit einem Signal multipliziert wird,
das angenähert gleich dem konjugiert komplexen Wert des
an der zweiten Anzapfung, wenn das bei der ersten Anzapfung
erwartete Signal vorhanden ist, erwarteten Signals ist.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfung jeweils um
einen zeitlichen Abstand gegenseitig versetzt sind, der
einem ganzzahligen Vielfachen des Zeitabstands zwischen
aufeinander folgenden Symbolen im empfangenen digitalen
Datensignal entspricht.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein bei dem
Summierschritt erzeugtes Ausgangssignal zusammen mit dem
unmittelbar vorhergehenden Summiersignal darauf geprüft
wird, ob beide Signale einen Schwellenwert überschreiten,
und, wenn dies der Fall ist, das die Erfassung der
Synchronisationsfolge angegebende Ausgangssignal zeitlich mit
dem späteren der zwei Signale in der Verzögerungsleitung,
die die beiden Summensignale erzeugen, erzeugt wird.
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