DE3003757C2

DE3003757C2 - Phasenschlupfdetektor mit einer Einrichtung zum Empfangen einer digitalen PSK-Welle

Info

Publication number: DE3003757C2
Application number: DE3003757A
Authority: DE
Inventors: Toshio Tanashi Tokio/Tokyo Mizuno; Takuro Yokohama Kanagawa Muratani
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1979-02-19
Filing date: 1980-02-01
Publication date: 1986-06-26
Also published as: DE3003757A1; GB2045581A; US4328587A; GB2045581B

Description

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Die Erfindung betrifft einen Phasenschlupfdetektor mit einer Einrichtung zum Empfangen einer digitalen PSK-Weile, einem ersten Signalpfad mit einer Verzögerungseinrichtung zur Verzögerung des Ausgangssignals der Einrichtung zum Empfangen der digitalen PSK-Welle, und mit einem zweiten Signalpfad, der einen Freauenzdetektor. einen dem Frequenzdetektor nachgeschalteten Integrator und eine dem Integrator nachgeschaltete Schwellwertschaltung enthält.

In neuerer Zeit ist die Übermittlung von Daten und Faksimiles üblich geworden, und sowohl für die Übertragung über Mikrowellenktnäle auf der Erdoberfläche als auch über Satelliten-Verbindungsk&näle als Übertragungawege der Datensignale werden in großem Umfang digitaie Phasenmodulationssysteme eingesetzt.

Um korrekte Datensignale durch Verarbeit jng der digital phasenmodulierten Welle zu erhalten, ist es unerläßlich, eine korrekte Trägerfrequenzkomponente aus der empfangenen digital phasenmodulierten Welle zu gewinnen (Synchronisationssignal). Eine dafür verwendete Schaltung nennt man allgemein eine Trägerfrequenz-Wiederherstellungs- oder -Wiedergewinnungsschaltung, und die Trägerfrequenzwelle, die durch diese Schaltung wiederhergestellt oder wiedergewonnen wird, nennt man die wiederhergestellte oder wiedergewonnene Trägerfrequenz.

Da die wiederhergestellte Trägerfrequenzwelle bezüglich ihrer Phase mehrdeutig ist, ist die empfängerseitige Einrichtung nicht in der Lage, die absolute Phasenbeziehung auf der Senderseite zu erkennen. Die derzeit benutzten digitalen Phasenmodulationssysteme enthalten deshalb spezifische Einichtungen, um diese Phasenmehrdeutigkeit zu beseitigen.

Eine dieser Einrichtungen, die eine weite Verbreitung hat, ist ein differentialcodiertes kohärentes PSK-System, bei dem die übertragenen Daten, die im voraus differentiell oder unterschiedlich codiert sind, auf der Empfängerseite rückwärts wieder umgesetzt werden. Obgleich dieses System derart mit Nachteilen behaftet ist, daß der Bit-Fehler der empfangenen Daten doppelt so groß wie bei einem absolutcodierten, kohärenten PSK-System ist, was später noch beschrieben wird, hat es doch den Vorteil, daß die Phasenmehrdeutigkeit auf einfache Weise beseitigt werden kann.

Das absolutcodierte kohärente PSK-System, in welchem die Daten auf der Grundlag': der festgestellten absoluten Phasenbeziehung von der Senderseite demoduliert werden, wird auf zahlreichen Gebieten vom Standpunkt des Fehlerkorrekturcodes her durchgeführt. Der Hauptgrund besteht darin, daß das besagte differentialcodierte kohärente PSK-System einen ihm eigenen Burst-Fehler aufweist, bei dem zwei Fehler kombiniert und zusätzlich zu einem großen Bit-Fehler auftreten, so daß es einen komplizierten Fehlerkorrekturcode benötigt, während das absolutcodierte kohärente PSK-System, das ein Zufallsfehlermuster aufweist, die Anwendung eines Zufallsfehler-Korrekturcodcs ermöglicht.

Bei diesem absolutcodierten kohärenten PSK-System wird die absolute Phasenbeziehung gewöhnlich dadurch erhalten, daß ein bekanntes Muster in die übertragene Datenfolge eingefügt wird. Die Mehrdeutigkeit der Phase wird dadurch beseitigt, daß bei durchgehender Übertragung eine periodische Trägerinformation eingefügt wird und daß bei Impulsbündelbetrieb (Burst-Bctrieb), wie er in TDMA-Systemen auftritt, die Polarität eines besonderen Wortes oder besonderer Wörter, die in der Präambel enthalten sind, festgestellt wird.

Es zeigt sich also, daß das absolutcodierte kohärente PSK-System dem differentialcodierten kohärenten PSK-System überlegen ist, weil auf einfache Weise Fehlerkorrekturcodes hinzugefügt werden können, wenngleich es unerläßlich ist, beim Einsatz des absolutcodierten kohärenten PSK-Systems eine korrekte absolute Phasenbeziehung auf der Empfängerseite herzustellen.

Über die digital phasenmodulierte Welle, die über einen Obertragungskanal empfangen worden ist, ist im Obertragungskanal entstandenes Rauschen Oberlagert, so daß diese Rauschkomponenten in der durch den nachfolgend zu beschreibenden Prozeß wieder hergestellten Trägerfrequenz ein Phasenzittern und einen Phasenschlupf verursachen. Wenn die empfangene, digital phasenmodulierte Welle mit Bezug auf die Bezugsgröße, welche die wiederhergestellte Trägerfrequenz einschließlich des Phasenzitterns und des Phasenschlupfes ist. demoduliert ist, dann hat dieses Phasenzittern einen Streufehler in den demodulierten Daten der Differential- und/oder absolutcodierten kohärenten Wellen zur Folge, während andererseits der Phasenschlupf ein Grund für den nachfolgenden Fehler entsprechend dem Modulationssystem ist

Das heißt, bei der differentialcodierten kohärenten PSK-WeIIe enthalten die demodulierten Daten Impulsbündel-Fehler nur, solange Phasenschlupf auftritt, während bei der absolutcodierten kohärenten PSK-Welle alle deraodulierten Daten Impulsbündel-Fehler enthalten, die in der Zeitspanne zwischen dem Auftreten des Phasenschlupfes und der Wiederherstellung der korrekten absoluten Phase enthalten sind, oder bis eine korrekte absolute Phaseninformation erhalten wird, so daß folglich der Datenverlust (oder Datenfehler) aufgrund des Phasenschlupfes äußerst groß wird.

Somit wirkt sich der Phasenschlupf im absolutcodierten kohärenten PSK-System sehr stark aus. Dennoch gab es keine wirksame Gegenmaßnahme, außer daß das Übertragungsintervall für die Trägerphaseninformation verkürzt wird, wodurch Informations-Übertragungs-Geschwindigkeit eingebüßt wird. Das differentialcodierte kohärente PSK-System zieht überdies während der Zeitspanne, in der Phasenschlupf auftritt, noch einen Impulsbündel-Fehler nach sich, und wenn dieser sich auf die Datenübertragung auswirkt, führt dies zu ernsten Störungen. Das Signal V(t), das das dem Träger überlagerte Rauschen enthält, ist durch folgende Gleichung wiederzugeben:

V(t) = A cos ωί + n(0-

Darin sind A die Amplitude der Trägerwelle, ω deren Winkelfrequenz und n(t)eine Rauschkomponente.

F i g. 1 zeigt die Auswirkung, die die Rauschkomponente n(0 auf Amplitude und Phase der Trägerwelle hat. In der Zeichnung sind vier charakteristische Auswirkungen (i)—(iv) dargestellt, herausgenommen aus den vielen Möglichkeiten der Rüuschkomponenten n(0'· Spalte (λ) zeigt Vektordiagramme von V(O, während die Spalte (ß) die AUfc'enblickswerte der Phasen 0(0 von V(O für die jeweiligen Erscheinungsformen wiedergibt. Die Spalte (y) zeigt die differentiate Wellenform (erste Ableitung) der Augenblickswerte der Phasen von V(O, und die Spalte (δ) zeigt die Integrationswellenform der differenzierten Wellenform für die einzelnen Erscheinungen.

Aus den verschiedenen Möglichkeiten der Rauschkomponenten n(0 sind in (i) bis (iv) der F i g. 1 folgende repräsentative Erscheinungsformen dargestellt.

(i) Hier ist die Rauschkomponente \n(0\ erheblich kleiner als die Trägerwellenkomponente A, und die Phasenvariation θ(0 ist eine Fehlerschwankung, die ein PhasFmschwanken oder -zittern gemäß der Darstellung der Spalte (ß) zur Folge hat.

(ii) In diesem Fall ist dL· Rauschkomponente \n(01 größer als die Trägerwellenkomponente A, so daß der Summenvektor um den Ursprungspunkt O umläuft. Die Phasenschwankung oft) eilt um 2 -τ voraus, wie in Spalte (ß) dargestellt, was einen Phasenschlupf ergibt.

(iii) In diesem Fall wird die Rauschkomponente \n(0\ zeitweilig größer als die Trägerwellenkomponente A, doch läuft der Summenvektor nicht um den Ursprung O herum. Es tritt die Phasenschwankung gemäß Spalte (ß)aui, doch kommt es nicht zu einem

ίο Phasenschlupf. Diese Erscheinungsform ist ebenfalls eine Art von Phasenzittern.

(iv) Hier liegt der Fall vor, daß die Rauschkomponente \n(01 zeitweilig größer als die Trägerfrequenzkomponente A ist, jedoch so, daß der Summenvektor sich dem Ursprungspunkt O nähert, dann aber wieder etwa in die Lage des Trägerfrequenzwellenvektors zurückkehrt, wobei eine Phasenschwankung gemäß Spalte (ß), jedoch kein Phasenschlupf entsteht Auch hier handelt es sich um eine Art Phasenzittern.

Aus der Zeitschrift IBM Technical D.sclosure Bulletin, Vol. 14, No. 12, Mai 1972, Seite 3675 ist eine Detektorschaltung für phasencodierte Daten bekannt, die zwei Schaltungszweige aufweist, wobei in dem einen Schaltungszweig eine Phasenverzögerungsschaltung vorgesehen ist, während in dem anderen Schaltungszweig ein Frequenzdiskriminator und eine Schwellenwertschaltung in Form einer Schmitt-Triggerschaltung mit großer Hysterese vorhanden ist. Diese bekannte Detektorschaltung erhält an ihrem Eingangsanschluß bereits aufbereitete phasencodierte Datensignale, die mit Hilfe der Detektorschaltung lediglich auf ihren logischen Inhalt dekodiert werden, wozu unter anderem auch eine logische Schaltung mit mehreren logischen Gliedern dient.

Aus der GB-PS 12 17 746 ist eine Demodulatorschaltung bekannt, die bei Phasen- oder Frequenzmodulations-Sendesystemen zur Anwendung gelangen kann und die neben einem Demodulator eine Schaltungsanordnung mit zwei Schaltungszweigen umfaßt. Der Demodulator enthält eine Vervielfacher- und Mischschaltung, einen nachgeschalteten Verstärker und einen in einem Rückkopplungskreis angeordneten frequenzgesteuerten Oszillator.

Die Schaltungsanordnung mit den zwei Schaltungszweigen enthält einen Entzerrer, der das Ausgangssignal des Demodulators empfängt. Der Ausgang des Entzerrers wird auf zwei Schaltungszweige aufgeteilt, von denen der erste Schaltungszweig ein Tiefpaßfilter, eine Schwellenwertschaltung und eine Wellenformerstufe enthält. Der zweite Schaltungszweig besteht aus einer Verzögerungsleitung. Die bekannten zwei Schaltungszweige speisen eine gemeinsame Addierstufe. Mit Hilfe dieser bekannten Schaltungsanordnung wirli die Phasengröße eines Phasenschlupfes festgestellt und es wird eine Schlupfgröße entgegengesetzt zur Größe der festgestellten Phase, jedoch mit gleicher Größe gebildet und zum ursprünglichen Signal hinzuaddiert.

Aus der DE-AS 22 58 274 ist eine Schaltung zum Wiedergewinnen eines Trägers in einem Demodulator eines /7-Phasen-PCM-Systems zum Verarbeiten eines /?-phasenmodulierten Signals, das eine Trägerkomponente mit einer Trägerfrequenz und einem Informationsteil aufweist, der aus Bits besteht, die mit der Bit-Wiederholfrequenz des PCM-Signals auftreten, bekannt. Die bekannte Schaltung umfaßt ferner eine Einrichtung zum Empfangen des /7-phasenmodulierten Eingangssignals

und zum Herausnehmen der Trägerkomponente aus diesem Signal und auch ein Bandpaßfilter mit einem Durchlaßbereich, der im wesentlichen der Trägerfrequenz gleich ist. Das wesentliche dieser bekannten Schaltung besteht in einer Abtasteinrichtung, die auf ein Taktsignal mit der Bit-Wiederholfrequenz des PCM-Signals und mit einer Impulsbreite von weniger als 100% eines Bits zum Abtasten des Ausgangssignals der Einrichtung zum Herausnehmen der Trägerkomponente anspricht, und die ein diskontinuierliches Ausgangssignal erzeugt, das dem Bandpaßfilter zugeführt wird, an dessen Ausgang die Trägerfrequenz entsteht.

Aus der DE-AS 24 14 866 ist eine Einrichtung zum Ermitteln der Signalbeschaffenheit einer digitalen, phasenmodulierten Welle bekannt. Diese Einrichtung soll so ausgestaltet werden, daß die Signalbeschaffenheit unabhängig davon ermitteln kann, ob der ausgesendete Code eine genau bekannte oder beliebige Gestalt besitzt. Um dies ZU erreich?", ist pin digitaler Phasendetektor vorgesehen, zur Ermittlung der Phasenlage von Signalelementen der digitalen phasenmodulierten Welle in bezug auf eine Bezugsphasen-Trägerwelle, wobei dieser digitale Phasendetektor eine Anzahl von Ausgabebits besitzt, welche aus höheren Stellen, die die Quantenphasenlage der digitalen phasenmodulierten Welle darstellen, und mindestens aus einer niederen Stelle bestehen, welche als Information über die Signalbeschaffenheit herauslesbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Phasenschlupfdetektor der eingangs defi- jo nierten Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau eine korrekte und wirksame Anzeige eines Phasenschlupfes, insbesondere eines durch Rauschen hervorgerufenen Phasenschlupfes, zu liefern vermag.

Ausgehend von dem Phasenschlupfdetektor der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung zum Empfangen einer digitalen PSK-WeIIe aus einer Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung besteht und daß zwischen der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung und der Verzögerungseinrichtung eine Verarbeitungsschaltung für die regenerierte Trägerfrequenz eingefügt ist, und daß die Eingangs- oder Ausgangsgröße der Verarbeitungssch;;ltung den Eingangswert des Frequenzdetektors darstellt, wobei die Verarbeitungsschaltung das Ausgangssignal der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung in eine wiedergewonnene Trägerfrequenzweüe umwandelt.

Erfindungsgemäß besitzt somit der Phasenschlupfdetektor eine Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung, die dazu dirnt. eine Trägerfrequenzkomponente wiederzugewinnen. Die wiedergewonnene Trägerfrequenzkomponente wird auf die zwei Schaltungszweige aufgeteilt und die von der letzten Stufe der Schaltung beispielsweise in Form eines Phasenschiebers abgegebene Trägerfrequenzwelle ist dann frei von einem Phasenschlupf und kann dann in eine herkömmliche Trägerverarbeitungsschaltung eingespeist werden.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 Schvankungen einer von Rauschstörungen überlagerten Trägerwelle,

F i g. 2 bis 5 Blockschaltbilder von Ausführungsbeispielen der Erfindung.

F i g. 6 eine Übertragungsdatenfolge und

F i g. 7 eine demodulierte Datenfolge.

Es ist mit Bezug auf die Spalten (γ) und (ö) der 1·' i g. I leicht verständlich, daß der differenziell festgestellte Augenblickswert des Phasensignals V(t) integriert werden kann.

Zu F i g. 1 (ii) wurden Erläuterungen in Verbindung mit einem Summenvektor V(t) gegeben, der im Gegenuhrzeigersinn umläuft und der aufgrund der Schwankungen der Rauschkomponente n(t) um 2 .τ in der Phase vorverschoben ist, doch versteht es sich, daß, wenn der Summenvektor im Uhrzeigersinn umläuft, die Phase um 2 π nacheilt und daß die differenzierte Wellenform und ihre integrierte Wellenform als Impuls von negativer Polarität festgestellt werden.

Als nächstes soll auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit Fig. 2 eingegangen werden. An einer Eingangsklemme 1 der Schaltung kommt das Summenvektorsignal V(t), das in der Spalte (λ)der Fig. 1 gezeigt ist, mit den Phasenschwankungen gemäß Spalte (ß) an. Ein Frequenzdetektor 2 stellt den Augenblickswert der Frequenz des Eingangssignals V(i) fest, womit eine differenzierte Wellenform der Phase erhalten wird, wie sie in Spalte (y) der Fig. 1 aufgetragen ist. Es versteht sich für den Fachmann, daß als Frequenzdetektor alle möglichen Arten verwendet werden können, beispielsweise ein zusammengesetzter Detektor eine«· Hüllkurvendetektors und ein Differentiator. Ein Integrator 3 integriert den Ausgangswert des Frequenzdetektors 2 und gibt nur die Wellenform entsprechend dem Phasenschlupf, wie in F i g. I (ii) gezeigt, aus den in der Spalte (y)der F i g. 1 gezeigten Wellenformen wieder und kann aus einem Tiefpaßfilter bestehen.

Der Grund, weswegen die Impulskomponente ß(t) am Ausgang des Integrators 3 (Tiefpaßfilter) in den Erscheinungsformen der Fig. 1 (iii) und (iv) nicht erscheint, liegt darin,daß folgende Gleichungen gelten:

Für Fall (iii):

f—^- 6>(/) d/ = IΘU)]'': '--. 0
J dt '.

Für Fall (iv):

{-^-θ U) ur = [0U)]¹I ·- 0

J df 'i

Wie bereits oben beschrieben, ist verständlich, daß der Frequenz-Detektor 2 in Verbindung mit dem Tiefpaßfilter (Integrator) 3 jeden Phasenschlupf der Trägerfrequenz erfaßt, der durch Rauschsignale im Signal V(t), welches aus Trägersignal und Rauschsignal zusammengesetzt ist, auftritt.

In dem in F i g. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Schwellwertschaltung 4 vorhanden, die feststellt. ob ein positiver (um 2 π voreilend) oder negativer (um

2 π nacheilend) Phasenschlupf vorhanden ist, was mit Hilfe der Impulspolarität am Ausgang des Tiefpaßfilters

3 festgestellt wird, und der die Impulswellenform an der Ausgangsklemme 5 formt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein einfacher Aufbau benützt, um eine korrekte und wirksame Anzeige eines durch Rauschen hervorgerufenen Phasenschlupfes zu bekommen. Die Einrichtung kann also weit

vcrbreilet bei einem Datenübertragungssystem eingesctzl werden, welches durch Phasenschlupf stark gestört ist.

In Verbindung rr.it F i g. 3 wird nun ein Ausführungsbeispiel mil Merkmalen nach der Erfindung beschrieben. In diesem Ausführungsbeispiel eines Phasenschlupfdctektors wird ein Detektor gemäß F i g. 2 eingesetzt, u;<- den Phasenschlupf bei einer wiedergewonnenen Trägurfrequenzkomponente zu beseitigen.

F i g. 3 zeigt einen Frequenzdetektor 2, ein Tiefpaßfilier 3 und eine Schwellwertschaltung 4. Dor PhasenschUipf wird in genau derselben Weise festgestellt, wie dies beim Beispiel gemäß F i g. 2 geschieht. Ein Schaltungsblock 6, der dazu dient, aus einer digital phasenmodulierten Welle mit Rauschüberlagerung die Trägerfrequenzkomponente zu entnehmen, kann Trägerfrequcnz-Wiedergewinnungsschaltung genannt werden. Das Ausgangssignal der Trägerfrequenz-Wiedergewin- ΓΐϊϊΠ"· »''h'l!*l^lr**^T ^* Afliir rl ti* wipHppopwnnnpnp Träuprfrp-• "· '£,-».»*-·,«■ *«"ö »-""·" «»..». ...--^.Q- ..—....-.._ - . ~_o -. .. .

qucnzkomponente ist V(t) gemäß Gleichung (1). Dieses Signal wird aufgeteilt und einmal auf den Frequenzdetcktor 2 gegeben, um den Phasenschlupf festzustellen, zum anderen einer Verzögerungseinrichtung 7 zugeleitel. Die Verzögerungseinrichtung 7 wirkt zeitlich so, daß am nachfolgenden Phasenschieber 8 Koinzidenz zwischen der Ankunft der Impulse vom Schwellwertdetektor 4 und dem Auftreten von Phasenschlupf in der Trägerfrequenzkomponente herrscht.

Diese zeitliche Koinzidenz macht es möglich, den Phasenschlupf aus der wiedergewonnenen Trägerfrequenz..omponente V(i)zu beseitigen, weil der Ausgang der Verzögerungsschaltung 7 um 2 ,τ am Phasenschieber 8 verzögert ist in Abhängigkeit von einem positiven Impuls, den die Schwellwertschaltung 4 abgibt, wenn sie einen positiven Phasenschlupf (Voreilung um 2 π) feststellt. Wenn dem entgegen die Schwellwertschaltung 4 einen negativen Phasenschlupf (Verzögerung um 2 .τ) feststellt, gibt der Phasenschieber 8 einen negativen Ausgangsimpuls ab. wodurch der Ausgangswert der Verzögerungseinrichtung 7 um 2 -τ vorverschoben wird. Dadurch wird aus der Trägerkomponente, die aus dem Phasenschieber 8 abgegeben wird, der Phasenschlupf beseitigt. Dann wird die Trägerfrequenzwelle frei von Phasenschlupf in eine gewöhnliche Trägerverarbeitungsschaltung (nicht gezeigt) eingespeist, wo sie in ein wiedergewonnenes Trägersignal mit Hilfe von Schaltungsteilen, wie Frequenzteilern, umgewandelt wird.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Hier ist zwischen die Trägerfrequenz-Wiedergewinnungsschaltung 6 und die Verzögerungsschaltung 7 eine Trägerverarbeitungsschaltung 9 eingefügt. Im übrigen stimmt die Schaltung mit derjenigen der F i g. 3 überein. Die Verarbeitungsschaltung 9 für den wiedergewonnenen Träger dient dazu, eine Frequenzumwandlung oder -teilung der Trägerkomponente vorzunehmen, die durch die Trägerwiedergewinnungsschaltung 6 herausgezogen wurde, um bei der Bestimmung einer digital phasenmodulierten Welle einen wiedergewonnenen Träger zu erzeugen.

In einer Anordnung, die eine derartige Verarbeitungsschaltung 9 für den regenerierten Träger verwendet, muß die Phasenverschiebung am Phasenschieber 8 entsprechend dem Teilungsverhältnis η der wiedergewonnenen Trägerfrequenz gesteuert werden. Das heißt, die wiedergewonnene Trägerfrequenzkomponente mit der Frequenz /Ό hat einen Phasenschlupfeinfluß von 2 π voreilend oder nacheilend bei /ö, während der wiedergewonnene Träger mit der Teilungsfrequenz fo/n einen Phasenschlupfeinfluß von 2 .τη hat. Dies sollte bei der Schaltung der F i g. 4 in der Weise in Betracht gezogen werden, daß der Betrag der Phasenverschiebung am Phasenschieber 8 entsprechend festgelegt wird. Alles andere erfolgt dann wie bei der Ausführungsform gemäß F ig. 3.

Wie oben beschrieben, wird durch Einsatz des Phasenschlupfdetektors nach der ersten Ausführungsform der Erfindung in der Trägerwiedergewinnungsschaltung es leicht gemacht, einen wiedergewonnenen Träger frei von Phasenschlupf zu erhalten, und zwar sowohl im differentialcodierten als auch im absolutcodierten kohärenten PSK-System. und Impulsbündel-Fehler auszuschalten, was in digital phasenmodulierten Systemen als vergleichsweise schwierig angesehen wird. Es ist leicht einzusehen, daß bei der Schaltung nach F i g. 4 die Eingangsgröße zum Frequenzdetektor 2 auch von der Ausgangsseite der Verarbeitungsschaltung 9 für den wiedergewonnenen Träger zugeführt werden kann, wie dies gestrichelt angedeutet ist.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig. 5. Frequenzdetektor 2, Tiefpaßfilter (Integrator) 3 und Schwellwertschaltung 4 bilden den Phasenschlupf-Detektor gemäß Fig. 2. Die Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung 14 empfängt ein digital phasenmoduliertes Signal einschließlich Rauschstörung und zieht das regenerierte Trägersignal aus der Welle heraus. In einer Verarbeitungsschaltung 9 wird das Ausgangssignal der Trägerfrequenzregenerationsschaltung 14 in eine wiedergewonnene Trägerfrequenz umgewandelt, was beispielsweise mittels Frequenzteilung erfolgt. Ein Detektor 10 stellt unter Benützung des wiedergewonnenen Trägers eine digital phasenmodulierte Welle des Eingangssignals, das der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung 14 zugeführt wird. fest. Mit Hilfe eines Digitalspeichers 11 werden die demodulierten Daten und die Ausgangsimpulse von der Schwellwertschaltung 4 im Phasenschlupfdetektor zeitlich gesteuert, und der Speicher speichert auch die vom Detektor 10 abgegebenen demodulierten Daten. Ein Wandler 12 kehrt die Polarität der Ausgangsdaten des Digitalspeichers um und/oder vertauscht die einen Daten gegen andere.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels wird nun im einzelnen beschrieben. Die an der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung 14 erhaltene, regenerierte Trägerkomponente wird in zwei Zweige geleitet, einen zum Phasenschlupf-Detektor, der aus Frequenzdetektor 2, Tiefpaßfilter 3 und Schwellwertschaltung 4 besteht, den anderen zur Verarbcitungsschaltung 9 für den regenerierten Träger, von der der wiedergewonnene Träger abgegeben wird. Am Detektor 10 wird der wiedergewonnene Träger dazu benutzt, die digital phasenmodulierte Welle festzustellen und demodulierte Daten an dem Ausgang abzugeben. Diese demodulierten Daten werden einmal im Digitalspeicher 11 gespeichert und dann ausgelesen. Die regenerierte Trägerkomponente ohne Phasenschlupf erzeugt am Ausgang der Schwellwertschaltung 4 keinen Impuls, so daß die ausgelesenen demodulierten Daten am Wandler 12 keiner Veränderung unterworfen werden.

Als nächstes soll das Beispiel einer Quaternär-PSK-Welle betrachtet werden, wobei der Arbeitsablauf bei vorhandenem Phasenschlupf in Verbindung mit den F i g. 6 und 7 erläutert werden soll. Unter der Annahme, daß die übertragene Datenfolge durch P und Q wiederzugeben ist, wie es in der F i g. 6 dargestellt wird, und die demodulierte Datenfolge durch P' und Q' wiedergegeben ist, ist die Beziehung dieser Folgen gegebe τ in

Fig. 7 durch Vorhandensein oder NichtVorhandensein des Phasenschlupfes. In Fig. 7 (i) ist die demodulierte Datenfolge ohne Phasenschlupf gezeigt, bei (ii) die Folge mit Phasenvoreilung um 2 ,τ und bei (iii) die Folge mit Phasennacheilung um 2 π.

Wie aus den F i g. 6 und 7 deutlich wird, gleichen sich bei um 2 π voreilendem Phasenschlupf die demodulierte Datenfolge P'i'id Q'und die übertragene Datenfolge Q und P. Dabei bedeutet Pdie entgegengesetzte Polarität von P. In gleicher Weise gilt, daß bei um 2 π nacheilendem Phasenschlupf P'und Q'gleich sind Qund P. Findet sich also im regenerierten Träger ein Phasenschlupf, dann entsprechen die demodulierten Datenfolgen den übertragenen Datenfolgen mit ausgetauschtem Pund Q, wobei jeweils eines davon umgekehrte Polarität aufweist.

Der im regenerierten Träger hervorgerufene Phasenschlupf läßt sich mit Hilfe des Phasenschlupf-Detektors aus Frequenzdetektor 2, Integrator 3 und Schwellwertschaltung 4 feststellen, so daß ein positiver Impuls (2 π Voreilung des Phasenschlupfes) des Phasenschlupf-Detektors dafür sorgt, daß der Wandler 12 die demodulierte Datenfolge P' und Q', die aus dem Digitalspeicher ausgelesen wird, vertauscht und nach dem Vertauschen die Polarität von P' umkehrt, womit dann die korrekten Empfangsdaten vorliegen. In gleicher Weise vertauscht der Wandler, wenn der Datenschlupf-Detektor einen negativen Impuls abgibt (Phasenschlupf um 2 π nacheilend), P'und Q'und kehrt die Polarität von Q'nach dem Vertauschen um, so daß auf diese Weise die korrekten Empfangsdaten vorliegen.

Bei der vorangehenden Beschreibung ist der Betriebsablauf für quaternäre PSK-WeIIe dargestellt, doch versteht es sich für den Fachmann daraus von selbst, daß die Schaltung auch für andere Mehrphasen-PSK-Wellen verwendet werden kann. Es ist leicht zu verstehen, daß bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 dem Frequenzdetektor 2 am Eingang auch das Ausgangssignal der Trägerverarbeitungsschaltung 9 zugeleitet werden kann, wie dies gestrichelt in der Zeichnung angedeutet ist.

Die Erläuterungen lärmen deutlich werden, daß das Ausführungsbeispiel (4) eine korrekte Kompensation durch Vertauschen der demodulierten Daten und Umkehren ihrer Polarität in Abhängigkeit vom Phasenschlupf herbeiführt, um am Ausgang die korrekten Empfangsdaten abzugeben, so daß diese Schaltung in großem Umfang für die Kompensation demodulierter Daten im Anschluß an die Feststellung einer digitalen PSK-WeIIe auch im TDMA-System Verwendung finden kann.

fij Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Phasenschlupfdetelctor mit einer Einrichtung zum Empfangen einer digitalen FSK-Welle, einem ersten Signalpfad mit einer Verzögerungseinrichtung zur Verzögerung des Ausgangssignals der Einrichtung zum Empfangen der digitalen PSK-WeIIe, und mit einem zweiten Signalpfad, der einen Frequenzdetektor, einen dem Frequenzdetektor nachgeschalteten Integrator und eine dem Integrator nachgeschaltete Schwellwertschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Empfangen einer digitalen PStC-WeIIe aus einer Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6) besteht und daß zwischen der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6) und der Verzögerungseinrichtung (7) eine Verarbeitungsschaltung (9) für die regenerierte Trägerfrequenz eingefügt ist, und daß die Eingangs- ode* Ausgangsgröße der Verarbeitungsschaltung (3) den Eingangsvvert des Frequenzdetektors (2) darstellt, wobei die Verarbeitungsschaltung (9) das Ausgangssignal der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6) in eine wiedergewonnene Trägerfrequenzwelle umwandelt

2. Phasenschlupfdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzdetektor (2) den Augenblickswert der Ausgangsfrequenz der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltung (6) ermittelt und daß ein Phasenschieber (8) vorgesehen ist. der einen ve; zögerten Ausgangswert der Trägerfrequenz-Regenerationsschaltunjpr (6) aufnimmt und die regenerierte Trägerfrequenzkomponente abhängig von der Polarität des einen vorbestimmten Grenzwert übersteigenden Integraior-Ausgangswertes uiTi einen bestimmten Betrag der Phase des Eingangs steuert.

3. Phasenschlupfdetektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Detektor (10) der Verarbeitungsschaltung (9) nachgeschaltet ist, der durch Verwendung der wiedergewonnenen Trägerfrequenz als Ergebnis der Erfassung der ankommenden digitalen PSK-Welle demodulierte Daten liefert, ein Speicher (11) zum vorübergehenden Speichern der demodulierten Daten, ein Wandler (12) zum Umkehren der aus dem Speicher ausgelesenen Daten und/oder zum Austauschen von Daten gegen andere vorgesehen ist, wobei eine Kompensation der demodulierten Daten derart vorgenommen ist, daß das Überschreiten eines Grenzwertes durch den Integrator-Ausgang das Auftreten eines Phasenschlupfes anzeigt und den Wandler so steuert, daß er die Polarität der demodulierten Impulssignale umkehrt und/oder sie nach einer vorbestimmten Regel untereinander vertauscht und dadurch den durch den Phascnschlupf bedingten Fehler des demodulierten Datensignals kompensiert.