DE3739481C2

DE3739481C2 -

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Publication number: DE3739481C2
Application number: DE19873739481
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl.-Ing. 7129 Ilsfeld De Widmann; Volker Dr.-Ing. Hespelt; Bernd Dipl.-Math. Friedrichs; Waldemar Dr.-Ing. 7150 Backnang De Hauk
Original assignee: ANT Nachrichtentechnik GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1987-11-21
Filing date: 1987-11-21
Publication date: 1991-05-29
Also published as: DE3739481A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung eines Rahmentaktes aus einem Eingangssignal und aus einem Abtasttakt in der elektrischen Nachrichtentechnik gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solches Verfahren ist aus der deutschen Patentschrift 32 27 151 bekannt.

In der elektrischen Nachrichtentechnik werden Digitalsignale von einem Sender zu einem Empfänger übertragen, indem jeweils mehrere Symbole zu einem Rahmen zusammengefaßt werden. In dem in der DE-PS 32 27 151 beschriebenen Beispiel umfaßt ein solcher Rahmen 108 Symbole. Eine Folge von einem Teil dieser Symbole stellt ein Rahmenkennungswort dar. Die übrigen Symbole dienen zur Übertragung der eigentlichen Nachricht, der Nutzinformation. Das Rahmenkennungswort weist ein bestimmtes Symbolmuster auf. Das gleiche Symbolmuster ist im Empfänger als Soll-Rahmenkennungswort gespeichert.

Um die Nutzinformation im Empfänger richtig wiedergewinnen zu können, wird ein Abtasttakt und ein Rahmentakt benötigt. Der Abtasttakt wird in einer empfängerseitigen Taktsynchronisationsschaltung erzeugt. Die Periodendauer ist so bemessen, daß jedes Symbol mindestens einmal abgetastet wird. Der Rahmentakt wird durch Zählung der Perioden des Abtasttaktes gewonnen. Bei nur einmaliger Abtastung eines jeden Symbols, also wenn der Abtasttakt gleich dem Symboltakt ist, geschieht diese Zählung durch Modulo-z-Zählung, wobei z gleich der Zahl der Symbole in einem Rahmen ist.

Der Rahmentakt muß eine festgelegte Phasenlage gegenüber den Rahmenkennungswörtern aufweisen, d. h., es muß Synchronismus bestehen. Aus der oben genannten Schrift ist es bekannt, dazu aus dem im Empfänger ankommenden Empfangssignal und dem Soll-Rahmenkennungswort ein Korrelationssignal zu bilden und dessen Amplitude durch das Suchen von Maxima auszuwerten. Es ist jedoch nicht angegeben, wie diese Maxima gesucht werden.

Durch Störeinflüsse kann ein Rahmenkennungswort so verfälscht werden, daß es im Empfänger nicht mehr als solches erkannt wird. Ferner können außerhalb der Rahmenkennungswörter zufällig Symbolmuster auftreten, die den Empfang eines Rahmenkennungswortes vortäuschen. Beide Fälle sollen einen bestehenden Synchronismus nicht stören. Wenn noch kein Synchronismus erreicht ist, soll der zweite Fall keinen Synchronismus vortäuschen.

Sender und Empfänger sind über eine zweiadrige Leitung verbunden. Für das über die Leitung übertragene Signal, das Leitungssignal, wird ein ternärer Code benutzt. Es erleichtert die Montage und Wartung, wenn man bei Arbeiten an der Leitung selbst und beim Anschluß der Leitung an den Sender und den Empfänger die Adern beliebig untereinander bzw. mit den betreffenden Klemmen an dem Sender und dem Empfänger verbinden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der obigen Art anzugeben, welches auch bei gelegentlich auftretenden verfälschten oder vorgetäuschten Rahmenkennungswörtern und bei beliebigem Anschluß der zwei Adern der Leitung richtig arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Ein Verfahren zur Gewinnung eines Rahmentaktes, bei welchem ein empfangenes Signal mit einem Soll-Rahmenkennungswort verglichen wird, ist in dem Buch: Hölzler, Holzwarth, Pulstechnik, Band II, Springer-Verlag 1976 S. 77 bis 81 beschrieben. Jedoch wird dort von einem regenerierten Eingangssignal, welches nur die logischen Werte ja oder nein aufweist, ausgegangen. Der Vergleich geschieht nicht durch Kreuzkorrelation. Es ist aus dieser Schrift an sich bekannt, die Ergebnisse aus einem solchen Vergleich in einem Ergebniszähler (dort Links-Rechts-Schieberegister genannt) zu zählen.

Die deutsche Auslegeschrift 30 32 296 befaßt sich ebenfalls mit der Gewinnung eines Rahmentaktes, dort Blocksynchronisation genannt. Es ist dort ein Korrelator vorgesehen und ein Schwellwertdetektor, der das Korrelatorausgangssignal nur mit einem Schwellwert vergleicht.

Der Aufsatz von Robert A. Scholtz, "Frame Synchronization Techniques" in der Zeitschrift IEEE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS; VOL. COM-28, NO. 8, AUGUST 1980, Seite 1204 bis 1212, befaßt sich ebenfalls mit der Gewinnung eines Rahmentaktes. Das Leitungssignal wird gemäß Fig. 3 abgetastet. In einem Korrelator, bestehend aus einem Schieberegister, einigen Multiplizierern und einem Addierer, wird ein Korrelatorausgangssignal gewonnen. Dieses wird in einer Schwellwertschaltung (TRESHOLD) bewertet.

Mit der Aufgabe, auch bei Adernvertauschung eine einwandfreie Funktion zu erreichen, befaßt sich schon die deutsche Offenlegungsschrift 33 33 714. Jedoch ist die dort beschriebene Lösung sehr aufwendig. So sind dort zwei Schaltungen zur Erkennung der Maxima und zwei Modulo-z-Zähler vorgesehen.

Der Übertragungsweg kann eine Impulsantwort mit einem Extremwert erster Art und einem diesen folgenden Extremwert zweiter Art aufweisen. Unter "Übertragungsweg" wird die Leitung einschließlich der im Sender und im Empfänger befindlichen Baugruppen zur analogen Signalverarbeitung, wie z. B. Gabelschaltungen, Übertrager, Filter, verstanden. Die Weiterbildung nach dem Anspruch 2 gewährleistet auch hierbei eine einwandfreie Synchronisation.

Der Anspruch 3 lehrt eine vorteilhafte Weiterbildung.

Die Erfindung wird an Hand von in den Figuren dargestellten Beispielen erläutert, wobei folgende Zuordnung gilt:

Es wird zunächst die Fig. 1 beschrieben. In ihr bedeuten:

E:
ein Eingang für ein Leitungssignal s,
A:	ein Abtaster,
s_µ:	ein abgetastetes Leitungssignal,
SP:	ein Speicher für ein Soll-Rahmenkennungswort,
K:	ein Korrelator,
w_µ:	ein Korrelatorausgangssignal,
SD:	ein Schwellwertdetektor,
SDA:	ein Ausgang des Schwellwertdetektors,
ZST:	eine Zählersteuerung,
EZ:	ein Ergebniszähler,
Z_auf, Z_ab:	Steuereingänge des Ergebniszählers,
RS:	eine Rückstellsteuerung,
RASYN:	ein Ausgang für ein Rahmensynchronsignal,
APh:	eine Auswertephasensteuerung,
ÜT:	eine Leitung für einen Überwachungstakt,
RZ:	ein Rahmenzähler,
R, T:	ein Rückstell- bzw. Takteingang,
G:	eine Taktsynchronisationsschaltung,
AT:	eine Leitung für den Abtasttakt,
RT:	eine Leitung für einen Rahmentakt,
ATA, RTA:	je ein Ausgang für den Abtast- bzw. Rahmentakt.

Das Leitungssignal s wird im Abtaster A im Abtasttakt AT abgetastet. Die so gewonnenen noch analogen Abtastwerte werden digitalisiert, d. h., in aus mehrere Bits bestehende Datenwörter gewandelt. So entsteht das abgetastete Leitungssignal s_µ, das also durch eine Folge solcher Datenwörter dargestellt wird.

Im Speicher SP ist das Soll-Rahmenkennungswort gespeichert. Im Korrelator K wird aus dem abgetasteten Leitungssignal s_µ und dem Soll-Rahmenkennungswort das Korrelatorausgangssignal w_µ gebildet. Dies wird auch durch eine Folge von zeitdiskreten Werten dargestellt, wobei jeder zeitdiskrete Wert durch ein aus mehreren Bits bestehendes Datenwort dargestellt wird.

Das Korrelatorausgangssignal w_µ gelangt in den Schwellwertdetektor SD. Er wird an Hand der Fig. 2 beschrieben. In ihr bedeuten:

SW 1, SW 2: je ein Speicher für einen positiven und einen negativen Schwellwert,
V 1, V 2: ein erster und ein zweiter Vergleicher.

Die beiden Vergleicher sind gleich aufgebaut. Ein solcher Vergleicher funktioniert folgendermaßen: Liegt an seinem Eingang E 2 ein höherer Wert an als an seinem Eingang E 1, so gibt sein Ausgang VA ein ja-Signal ab.

Beim ersten Vergleicher V 1 wird dem Eingang E 1 der positive Schwellwert und dem Eingang E 2 das Korrelatorausgangssignal w_µ zugeführt. Sein Ausgang VA gibt also ein ja-Signal ab, wenn das Korrelatorausgangssignal diesen positiven Schwellwert überschreitet. Im Gegensatz dazu wird beim zweiten Vergleicher V 2 dem Eingang E 1 das Korrelatorausgangssignal w_µ und dem Eingang E 2 der negative Schwellwert zugeführt. Dementsprechend gibt sein Ausgang VA ein ja-Signal ab, wenn das Korrelatorausgangssignal w_µ den negativen Schwellwert unterschreitet.

Die Ausgänge VA der beiden Vergleicher sind über eine ODER-Schaltung 11 mit dem Ausgang SDA verbunden. Dieser Ausgang führt also ein ja-Signal, wenn das Korrelatorausgangssignal entweder den positiven Schwellwert überschreitet oder den negativen Schwellwert unterschreitet. Die Ausgänge +SW und -SW werden im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschrieben.

Die Amplitude des Korrelatorausgangssignals w_µ ist ein Maß für die Übereinstimmung der jeweiligen empfangenen Symbolfolge und dem Soll-Rahmenkennungswort. Durch den Schwellwertdetektor SD wird also das Korrelatorausgangssignal w_µ daraufhin überwacht, ob es Übereinstimmung zwischen dem Soll-Rahmenkennungswort und der jeweiligen Symbolfolge ausdrückt. Das Korrelatorausgangssignal wird so auch auf Überschreitung eines positiven Schwellwertes und auf Unterschreitung eines negativen Schwellwertes überwacht, wobei sowohl Überschreitung als auch Unterschreitung als Übereinstimmung der jeweiligen empfangenen Symbolfolge mit dem Soll-Rahmenkennungswort gilt. Eine solche Übereinstimmung kann nun folgendes bedeuten:

a) es wurde sendeseitig ein Rahmenkennungswort gesendet, und dieses wurde hier richtig erkannt, oder
b) in der Nutzinformation trat eine Symbolfolge auf, die ein Rahmenkennungswort vorgetäuscht hat. Es wurde also ein Pseudo-Rahmenkennungswort erkannt.

Sinngemäß kann Nichtübereinstimmung bedeuten:

a) es wurde kein Rahmenkennungswort gesendet, oder
b) es wurde zwar ein Rahmenkennungswort gesendet, wegen eines Störeinflusses auf der Leitung oder Intersymbolinterferenz wurde es aber so weit verfälscht, daß es als solches nicht mehr erkannt werden konnte.

Durch die Anwendung eines Korrelators und eines positiven und eines negativen Schwellwertes wird die geforderte Unabhängigkeit von der Polung der Adern der Leitung erreicht. Bei einer Adernvertauschung ändert sich das Vorzeichen des Korrelatorausgangssignals, d. h., es wird entweder der positive Schwellwert überschritten oder der negative Schwellwert unterschritten. Durch die ODER-Schaltung 11 wird dann auf jeden Fall ein ja-Signal am Ausgang SDA gewonnen.

Diese ja- bzw. nein-Signale am Ausgang SDA sind die Ergebnisse der Überwachung des Korrelatorausgangssignals w_µ auf Übereinstimmung zwischen dem Soll-Rahmenkennungswort und der jeweiligen Symbolfolge. Diese Ergebnisse werden im Ergebniszähler EZ (siehe Fig. 1) gezählt. Dieser Zähler weist eine Grundstellung 0, eine Höchststellung NR sowie mehrere dazwischen liegende Stellungen auf, von denen nur die Stellungen 1, 2, NR″ und NR′ bezeichnet sind. Er kann aufwärts und abwärts zählen. Bei einem ja-Signal an den Steuereingang Z_auf oder Z_ab wird jeweils um einen Schritt aufwärts bzw. abwärts gezählt. Es kann auch vorgesehen sein, daß nicht nur jeweils um einen Schritt sondern gleich um mehrere Schritte gezählt wird, wobei die Anzahl der Schritte beim Aufwärtszählen verschieden sein kann von der beim Abwärtszählen.

Nach der Inbetriebnahme des Gerätes befindet sich der Ergebniszähler EZ in der Grundstellung 0. Aufwärtszählung bedeutet Zählung von der Grundstellung weg Richtung Höchststellung NR. Abwärtszählung bedeutet dementsprechend Zählung zur Grundstellung hin. Befindet sich der Ergebniszähler schon in der Grundstellung, sind ja-Signale auf den Steuereingang Z_ab wirkungslos. Das Gleiche gilt sinngemäß für die Höchststellung NR.

Ob nun der Ergebniszähler aufwärts oder abwärts zählt, wird von der Zählersteuerung ZST bestimmt. Sie besteht aus zwei UND-Schaltungen 12 und 13 sowie aus einem Inverter 14. Immer, wenn der Überwachungstakt ÜT ja-Pegel aufweist, gelangt auf den Steuereingang Z_auf oder Z_ab ein ja-Signal, und zwar auf Z_auf bei einem ja-Signal am Ausgang SDA oder auf Z_ab bei einem nein-Signal am Ausgang SDA.

Der Rahmenzähler RZ ist ein ständig in der Richtung des eingezeichneten Pfeiles umlaufender, z Stellungen aufweisender Ringzähler. Es liegt also ein Modulo-z-Zähler vor. Die Zahl z ist gleich der Anzahl der Symbole in einem Rahmen. Über den Takteingang T wird der Abtasttakt AT zugeführt. Immer wenn der Abtasttakt AT ja-Pegel aufweist, geht der Rahmenzähler von einer Stellung in die nächste. Die einzelnen Stellungen sind folgendermaßen bezeichnet:

z-1:
Anfangsstellung
z-2, usw., 5,4,3,2,1:	Zwischenstellungen
0:	Endstellung

Die Endstellung 0 ist mit der Leitung für den Rahmentakt RT verbunden. Dadurch nimmt der Rahmentakt RT immer dann ja-Pegel an, wenn der Rahmenzähler sich in der Endstellung 0 befindet. Wegen der Steuerung durch den Abtasttakt AT läßt sich auch sagen, der Rahmentakt RT wird durch Modulo-z-Zählung der Abtasttaktperioden gewonnen.

Ein ja-Signal am Rückstelleingang R versetzt den Rahmenzähler RZ in seine Anfangsstellung z-1. Ein solches Rückstellsignal wird in der Rückstellsteuerung RS erzeugt, wenn der Ergebniszähler EZ von der Grundstellung 0 in die Stellung 1 wechselt. Das heißt, wenn in der Ergebniszählung die Grundstellung 0 verlassen wird, wird in der Modulo-z-Zählung auf die Anfangsstellung gewechselt.

Der Überwachungstakt ÜT wird in der Auswertephasensteuerung APh erzeugt. Sie besteht aus zwei UND-Schaltungen 15 und 16 sowie aus der ODER-Schaltung 17. Die UND-Schaltung 15 ist mit der Grundstellung 0 des Ergebniszählers verbunden. Steht der Ergebniszähler in seiner Grundstellung 0, so ist der Überwachungstakt ÜT gleich dem Abtasttakt AT, und das Korrelatorausgangssignal w_µ wird also im Abtasttakt AT überwacht. Dieser Zustand wird als Suchphase bezeichnet.

Hat der Ergebniszähler EZ die Grundstellung 0 verlassen, so nimmt über die UND-Schaltung 16 der Überwachungstakt ÜT nur ja-Pegel an, wenn der Rahmentakt RT und der Abtasttakt AT ja-Pegel aufweisen. Dieser Zustand wird als Prüfphase bezeichnet, und in ihr wird das Korrelatorausgangssignal im Rahmentakt überwacht.

Zu Beginn einer Signalübertragung ist die Suchphase wirksam. Mit dem ersten in ihr erkannten Rahmenkennungswort wird in die Prüfphase umgeschaltet. Werden jetzt wieder Rahmenkennungswörter erkannt, so erreicht der Ergebniszähler zunächst die Stellungen NR″ sowie NR′ und schließlich seine Höchststellung NR. Über den Ausgang RASYN wird in diesen Stellungen an nicht gezeichnete Baugruppen das Rahmensynchronsignal abgegeben. Dies hat die Bedeutung, daß Synchronismus erreicht ist.

Werden in der Prüfphase einzelne Rahmenkennungswörter nicht erkannt, so zählt der Ergebniszähler jeweils zur Grundstellung hin. Da aber die Zahl der nicht erkannten Rahmenkennungswörter mit großer Wahrscheinlichkeit kleiner ist als die Zahl der erkannten Rahmenkennungswörter, erreicht der Ergebniszähler trotzdem seine Höchststellung NR.

Ist das erste, in der Suchphase erkannte Rahmenkennungswort ein Pseudo-Rahmenkennungswort, so wird ebenfalls in die Prüfphase umgeschaltet. Es ist jedoch wenig wahrscheinlich, daß jetzt genau im Rahmentakt genügend viele Pseudo-Rahmenkennungswörter auftreten, um den Ergebniszähler seine Höchststellung NR erreichen zu lassen. Vielmehr wird er wieder die Grundstellung erreichen.

Über die Ausgänge RTA und ATA wird der Rahmentakt bzw. der Abtasttakt an die hier nicht gezeichneten Baugruppen zur Gewinnung der Nutzinformation abgegeben.

Das zuvor beschriebene Verfahren arbeitet zurfriedenstellend, wenn die Impulsantwort des Übertragungsweges nur einen Extremwert aufweist. Der Übertragungsweg kann aber auch eine Impulsantwort mit einem Extremwert erster Art und einem diesen folgenden Extremwert zweiter Art aufweisen. Eine solche Impulsantwort ist in der Fig. 3 dargestellt. Der Extremwert erster Art ist mit EW 1 bezeichnet. Der Extremwert zweiter Art ist mit EW 2 bezeichnet und weist gegenüber dem der ersten Art eine umgekehrte Polarität auf.

Bei geeigneter Wahl des Rahmenkennungswortes reproduziert das Korrelatorausgangssignal näherungsweise die Impulsantwort des Übertragungsweges. Dadurch weist das Korrelatorausgangssignal, wie in der Fig. 4 dargestellt, ebenfalls jeweils zwei Extremwerte auf. Es wird ein digitaler Korrelator vorausgesetzt, d. h., das Korrelatorausgangssignal ist als Folge zeitdiskreter Werte w_µ dargestellt. Ferner ist die Darstellung dadurch stark idealisiert, daß alle durch die Nutzinformation verursachten Signalanteile weggelassen wurden. Das Korrelatorausgangssignal weist also zu den Zeitpunkten t₁ und t₃ Extremwerte der ersten Art EW 1 und zu den Zeitpunkten t₂ und t₄ Extremwerte der zweiten Art EW 2 auf. Da das Rahmenkennungswort im Rahmentakt gesendet wird, treten die jeweiligen Extremwerte auch mit der Periodendauer T_R des Rahmentaktes auf. Es sind ferner der positive Schwellwert SW 1 und der negative Schwellwert SW 2 eingezeichnet.

Bei einem solchen Korrelatorausgangssignal muß der Rahmenzähler mit den Extremwerten der ersten Art synchronisiert werden. Dieses gelingt mit einem Verfahren nach dem Anspruch 1 unvollkommen, wie folgende Überlegung zeigt. Dazu wird angenommen, daß die Suchphase zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₃ beginnt und der Extremwert zweiter Art EW 1 beim Zeitpunkt t₃ infolge Intersymbolinterferenz oder einer Störung den zugehörigen Schwellwert, hier SW 2, nicht über- bzw. unterschreitet. Die erste vom Schwellwertdetektor erkannte Schwellenüberschreitung tritt so zum Zeitpunkt t₄ auf, und es wird jetzt auf die Prüfphase umgeschaltet. Da im Rahmentakt immer wieder Extremwerte der zweiten Art auftreten, erreicht schließlich der Ergebniszähler seine Höchststellung. Jedoch ist der Rahmenzähler in unerwünschter Weise mit den Extremwerten der zweiten Art synchronisiert.

Das Gleiche kann eintreten, wenn der Extremwert der zweiten Art zum Zeitpunkt t₃ zwar genügend groß ist, die Suchphase aber zwischen den Zeitpunkten t₃ und t₄ beginnt.

Dieses unerwünschte Synchronisieren mit den Extremwerten zweiter Art wird durch ein Verfahren nach dem Patentanspruch 2 vermieden. Eine entsprechende Schaltungsanordnung ist in der Fig. 5 dargestellt.

Sie unterscheidet sich von der Schaltungsanordnung nach der Fig. 1 folgendermaßen:

a) Es ist eine zweite Auswertephasensteuerung APh 2 vorgesehen.
b) Einige Baugruppen wurden gemäß folgender Tabelle abgewandelt:

Durch die ODER-Schaltung 21 und der Verbindung ihrer Eingänge mit den Zwischenstellungen 2, 3 und 4 des Rahmenzählers RZ′ wird während der Prüfung ein Zeitfenster ZF bestimmt. Es umfaßt die Zeit, während der der Rahmenzähler auf den Zwischenstellungen 2, 3 oder 4 steht.

Die zweite Auswertephasensteuerung APh 2 weist drei Signalausgänge A 1 bis A 3 auf, über die der Ergebniszähler EZ aufwärts oder abwärts gesteuert und der Überwachungstakt ÜT unterdrückt werden kann. Sie ist ferner über eine bidirektionale Verbindung A 4 mit der Rückstellsteuerung RS′ verbunden. So können die vorgenannten Funktionen in Abhängigkeit von der Stellung des Ergebniszählers EZ gesteuert werden; und der Rahmenzähler RZ′ kann abhängig von Funktionen der zweiten Auswertephasensteuerung in seine Anfangsstellung z-1 gesetzt werden.

Während des Zeitfensters ZF überwacht die zweite Auswertephasensteuerung APh 2 die Ausgänge +SW und -SW des Schwellwertdetektors SD im Abtasttakt, wobei zwei Fälle wichtig sind:

a) Der Ausgang +SW führt während des Zeitfensters ZF ja-Signal, nachdem während des letzten Überwachungstaktimpulses der Ausgang -SW ja-Signal geführt hat oder
b) Der Ausgang -SW führt während des Zeitfensters ZF ja-Signal, nachdem während des letzten Überwachungstaktimpulses der Ausgang +SW ja-Signal geführt hat.

Durch die vorstehenden Funktionen geschieht also die Überwachung des Korrelatorausgangssignals während des Zeitfensters im Abtasttakt, wobei das Zeitfenster nur während der Prüfphase wirksam ist.

Wenn einer der vorstehend aufgeführten Fälle a) oder b) erkannt worden ist, geschieht folgendes:

c) Über den Ausgang A 3 und die UND-Schaltung 20 wird während des nächsten Rahmentaktimpulses der Überwachungstakt unterdrückt, d. h., in der nachfolgenden Prüfphase fällt die erste Überwachung aus und
d) über den Ausgang A 2 und die ODER-Schaltung 19 wird der Ergebniszähler um eine Stellung abwärts gesteuert. Es wird also zur Grundstellung hin gezählt. Wenn hierbei von der Stellung 1 in die Grundstellung 0 gewechselt wird, geschieht zusätzlich folgendes:
- d1) Die Rückstellsteuerung RS′ versetzt den Rahmenzähler RZ′ in seine Anfangsstellung z-1, und
- d2) der Ergebniszähler EZ wird sofort wieder in die Stellung 1 versetzt. Dabei wird aber der Rahmenzähler RZ′ nicht noch einmal in seine Anfangsstellung versetzt.

Die Funktionen c), d) und gegebenenfalls auch d1) und d2) werden innerhalb desselben Zeitfensters nur einmal ausgeführt, und zwar nach erstmaliger Feststellung der Fälle a) bzw. b).

Die vorstehend aufgeführten Funktionen werden an Hand der Fig. 6a bis 6c ausführlich beschrieben. Diese Figuren lege man nebeneinander, und zwar links mit 6a beginnend. Diese Figuren zeigen in der ersten Zeile wieder wie in der Fig. 4 das Korrelatorausgangssignal w_µ und die Schwellwerte SW 1 und SW 2. In der zweiten Zeile ist der Überwachungstakt ÜT dargestellt. Die nächsten zwei Zeilen geben die Signalpegel an den Ausgängen +SW und -SW wieder. In der nächsten Zeile ist die jeweilige Stellung des Rahmenzählers RZ′ angegeben. Hierbei bedeuten Kästchen ohne Angabe einer Zählerstellung, daß hier der Rahmenzähler beliebige Zählerstellungen annehmen kann, er also noch ohne einer bestimmten Phasenlage zum Korrelatorausgangssignal w_µ läuft.

In der nächsten Zeile ist durch einen schraffierten Block die jeweilige Lage des Zeitfensters angegeben. In weiteren Zeilen sind der Rahmentakt und die Signalpegel der Ausgänge A 1, A 2 und A 3 angegeben. Der Ausgang A 3 führt fast immer ja-Signal und nur kurzzeitig nein-Signal.

In der Fig. 6a ist der Zeitpunkt t₅ dargestellt, an dem zwischen dem Empfang von Rahmenkennungswörtern die Suchphase beginnt, d. h., der Überwachungstakt ÜT ist gleich dem Abtasttakt. Beim nächsten Empfang eines Rahmenkennungswortes ist wegen Intersymbolinterferenz der Extremwert erster Art nur schwach ausgebildet, so daß der zugehörige Schwellwert SW 2 nicht unterschritten wird (Zeitpunkt t₆). Die nächste Schwellenüberschreitung findet also beim Extremwert zweiter Art, also zum Zeitpunkt t₇ statt. Der Ergebniszähler EZ zählt von seiner Grundstellung 0 in die Stellung 1, und der Rahmenzähler wird in seine Anfangsstellung z-1 versetzt. Die Suchphase ist beendet, und es ist jetzt die Prüfphase wirksam.

Beim Empfang des nächsten Rahmenkennungswortes (Fig. 6b, links) unterschreitet zum Zeitpunkt t₈ der Extremwert erster Art zufällig wieder nicht den zugehörigen Schwellwert SW 2. Erst zum Zeitpunkt t₉ wird durch den Extremwert zweiter Art der Schwellwert SW 1 überschritten. Der Rahmenzähler RZ′ und der Rahmentakt RT sind also mit dem Extremwert zweiter Art synchronisiert. Der Ergebniszähler EZ zählt von 1 auf 2.

Erst beim nächsten Rahmenkennungswort wird auch vom Extremwert erster Art während des Zeitfensters ZF der zugehörige Schwellwert SW 2 unterschritten (Zeitpunkt t₁₀), und am Ausgang A 2 tritt ein ja-Signal auf. Dadurch zählt der Ergebniszähler EZ von 2 auf 1. Während des nächsten Rahmentaktimpulses (Zeitpunkt t₁₁) führt der Ausgang A 3 nein-Pegel. Dadurch wird die Auswertung der Schwellenüberschreitung durch den Extremwert der zweiten Art unterbunden und der Ergebniszähler behält seine Stellung bei.

Beim nächsten Rahmenkennungswort (Fig. 6c, links) wird während des Zeitfensters ZF wieder der Schwellwert SW 2 unterschritten, Zeitpunkt t₁₂. Durch das ja-Signal am Ausgang A 2 zählt der Ergebniszähler EZ von 1 in seine Grundstellung 0. Dadurch wird der Rahmenzähler RZ′ in seine Anfangsstellung z-1 versetzt. Er ist damit richtig synchronisiert. Damit jetzt nicht wieder die Suchphase beginnt, wird anschließend der Ergebniszähler EZ durch ein ja-Signal am Ausgang A 1 wieder in die Stellung 1 versetzt (Zeitpunkt t₁₃).

Die richtige Synchronisation des Rahmenzählers RZ′ wird in der Fig. 6c, rechts, deutlich gezeigt. Der Rahmentakt RT fällt in erwünschter Weise mit dem Extremwert der ersten Art zusammen (Zeitpunkt t₁₅). Während des Zeitfensters ZF (Zeitpunkt t₁₄) wird kein Schwellwert über- bzw. unterschritten. Der Ergebniszähler EZ zählt von 1 auf 2. Beim Empfang weiterer Rahmenkennungswörter erreicht er zunächst die Stellungen NR″ und NR′ sowie schließlich die Höchststellung NR.

Daß eine Schwellenüber- bzw. -unterschreitung während des Zeitfensters zunächst den Ergebniszähler steuert, hat folgenden Sinn: Wenn, wie in der Fig. 6c rechts dargestellt, Synchronismus erreicht ist, können trotzdem während des Zeitfensters Schwellüber- bzw. -unterschreitungen auftreten, wenn in der Nutzinformation zufällig eine ein Rahmenkennungswort vortäuschende Symbolfolge auftritt. Dies soll aber noch nicht den erreichten Synchronismus stören.

Das Zeitfenster wird nach der Impulsantwort des Übertragungsweges bemessen. Wie in der Fig. 6b rechts dargestellt ist, müssen die Abtastwerte des Extremwertes der ersten Art in das Zeitfenster hineinfallen, wenn der Rahmenzähler auf den Extremwert zweiter Art synchronisiert ist. Dementsprechend müssen die Zwischenstellungen des Rahmenzählers bestimmt werden, die mit der ODER-Schaltung 21 zu verbinden sind.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung eines Rahmentaktes (RT) aus einem Leitungssignal (s) und aus einem Abtasttakt (AT) in der elektrischen Nachrichtentechnik, wobei das Leitungssignal (s) aus einer Folge von Rahmen besteht, jeder Rahmen eine Anzahl (z) Symbole aufweist, wobei eine Folge von einem Teil dieser Symbole ein Rahmenkennungswort bilden, mit folgenden Merkmalen:

a) Aus dem Leitungssignal (s) und einem gespeicherten Soll-Rahmenkennungswort wird durch Korrelation ein Korrelatorausgangssignal (w_µ) gewonnen.
b) Das Korrelatorausgangssignal (w_µ) wird daraufhin überwacht, ob es Übereinstimmung zwischen dem Soll-Rahmenkennungswort und der jeweiligen Symbolfolge ausdrückt.
c) Das Korrelatorausgangssignal (w_µ) wird auf Überschreitung eines positiven Schwellwertes (SW 1) und auf Unterschreitung eines negativen Schwellwertes (SW 2) überwacht, wobei sowohl Überschreitung als auch Unterschreitung als Übereinstimmung gilt.
d) Die Überwachung des Korrelatorausgangssignales geschieht in einer Suchphase im Abtasttakt (AT) und in einer Prüfphase im Rahmentakt (RT).
e) Die Ergebnisse der Überwachung des Korrelatorausgangssignals (w_µ) werden in einer Ergebniszählung gezählt, wobei mit einer Grundstellung begonnen wird.
- e1) Wurde Übereinstimmung festgestellt, wird von der Grundstellung weg gezählt.
- e2) Wurde Nichtübereinstimmung festgestellt, wird zur Grundstellung hin gezählt.
- e3) In der Grundstellung ist die Suchphase wirksam, andernfalls wirkt die Prüfphase.
f) Der Rahmentakt wird durch eine Modulo-z-Zählung der Abtasttaktperioden gewonnen, wobei z gleich der Zahl der Symbole in einem Rahmen ist.
g) Wird in der Ergebniszählung die Grundstellung verlassen, so wird in der Modulo-z-Zählung auf eine Anfangsstellung (z-1) gewechselt.

Der Oberbegriff wird vom einleitenden Satz sowie von den Merkmalen a, b und f gebildet. Die Merkmale c, d, e, e1, e2, e3 und g bilden den kennzeichnenden Teil.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

h) Es ist während der Prüfphase ein Zeitfenster (ZF) vorgesehen, während dessen die Überwachung im Abtasttakt (AT) geschieht.
- h1) Das Zeitfenster (ZF) ist während mindestens einer Zwischenstellung (2, 3, 4) der Modulo-z-Zählung wirksam.
- h2) Wird während des Zeitfensters (ZF) erstmalig eine Über- oder Unterschreitung eines Schwellwertes festgestellt und weist diese Über- bzw. Unterschreitung gegenüber der unmittelbar vorangegangenen, während eines Rahmentaktimpulses (z = 0) festgestellten Über- bzw. Unterschreitung umgekehrte Polarität auf, so werden folgende Verfahrensschritte ausgeführt:
  - h2a) In der Ergebniszählung wird zur Grundstellung hin gezählt. Wird hierbei die Grundstellung erreicht, so wird in der Modulo-z-Zählung auf die Anfangsstellung (z-1) gewechselt.
  - h2b) In der nächsten folgenden Prüfphase fällt die erste Überwachung aus.

3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

i) Die Verfahrensschritte h2a) und h2b) werden innerhalb desselben Zeitfensters nur einmal ausgeführt, und zwar nach erstmaliger Feststellung einer Über- bzw. Unterschreitung.