DE2217392C3 - Detektor zum Erkennen eines bestimmten binären Wortes in einer Signalfolge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Detektor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Detektor ist aus der CH-PS 439 391 bekannt. Der bekannte Detektor dient dazu, in einer Signalfolge ein bestimmtes, aus fünf Bit gleichen binären Zustands bestehendes Wort zu erkennen, das den Anfang oder das Ende einer Nachricht darstellt und eine Synchronisation der die Nachricht empfangenden Einrichtung auslösen soll. Zu diesem Zweck wird jeweils ein aus fünf Bit bestehendes Wort der empfangenen Signalfolge unter der Steuerung eines mit ihr synchronisierten Taktimpulses sequentiell in ein Schieberegister eingegeben.

Die synchronisierten Taktimpulse werden von einem mit der Signalfolge nichtsynchronisierten Taktgenerator unter Verarbeitung ebenfalls übertragener Synchronimpulse abgeleitet. Das Schieberegister enthält entsprechend der Wortlänge fünf Stufen, die alle mit einer Koinzidenzschaltung verbunden sind. Diese untersucht die im Schieberegister enthaltenen Bits und liefert einen Impuls, wenn das aus fünf binären »Einsen« bestehende zu erkennende Wort im Schieberegister steht. Der bekannte Detektor arbeitet mit der sogenannten synchronen Abtastung, d.h. die empfangene Signalfolge wild mit synchronisierten Taktimpulsen abgetastet, die immer in der Mitte der einzelnen empfangenen Bit auftreten. Eine derartige Anordnung erfordert wegen der dem Detektor zusätzlich zu übertragenden Synchronsignale einen erhöhten Schaltungsaufwand sowohl auf der Sende- als auch auf der Empfangsseite und ist darüber hinaus äußerst störungsanfüllig, da bereits ein einziges auf Grund eines Störsignals falsches Bit zu einer fehlerhaften Erkennung führt.

Bei bestimmten Kommunikationssystemen, t.li. bei mobilen, tragbaren oder selektiv rufenden Kommunikalionssystemcn, bei denen binäre Wort zum selektiven Rufen eines Empfängers Verwendung finden, ist dieser Aufwand häufig nicht tragbar. Bei solchen Systemen verursacht außerdem das Einfügen von Synehronisationssignalcn am Anfang and/oder Ende eines gewünschten binären Wortes zur Synchronisation von Sender und Empfänger eine lange Verzögerung für die Übertragung und den Empfang der Nachricht, was ebenfalls unerwünscht ist.

Bei einem aus der DE-AS 1 252 727 bekannten Verfahren zum störungssicheren Empfang übertragener Daten wird, eine Signalfolge mit einer über der Bitfrequenz dieser Signalfolge liegenden Frequenz abgetastet. Die binären Werte einer bestimmten Anzahl von Abtastungen werden mit den binären Werten einer anderen Anzahl folgender Abtastungen verglichen und ein der Majorität aller binären Werte entsprechendes binäres Signal abgegeben. Daoei handelt es sich um eine sogenannte Majoritätslogik, mit der verhindert werden kann, daß in der Signalfolge enthaltene Störimpulse als Nachrichten-Bit mißdeutet werden. Das bekannte Verfahren dient nicht dazu, festzustellen, ob innerhalb der einlaufenden Signalfolge ein bestimmtes gesuchtes binäres Wort enthalten ist und ermöglicht .inch keine Synchronisation zwischen der empfangenen Nachricht und einer diese verarbeitenden Schaltung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Detektor der im Oberbegriff des neuen Anspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß er ohne übertragene Synchronsignale auskommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichcnteils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch das mehrfache Abtasten innerhalb der Zeitdauer eines Bits kann auf die Synchronisation zwischen der Signalfolge bzw. der sie erzeugenden und sendenden Einrichtung und dem Detektor verzichtet werden. Die erfindungsgemäßc Lösung ermöglicht weiterhin, daß bei geeigneter Auswahl des gesuchten binären Worts in einer solchen Weise, daß es sich von anderen Worten in der Signalfolge und von seinen eigenen zyklischen Vertauschungen um ein bestimmtes Mindestmaß unterscheidet, ohne Notwendigkeit einer Wortsynchronisation das gesuchte Wort selbst dann mit ausreichender Sicherheit erkannt wird, wenn die Übereinstimmung zwischen dem Schieberegisterinhalt und dem gespeicherten Wort infolge von StörungseinflUssen nicht total ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf cie Figuren erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des asynchronen Detektors gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform eines asynchronen Detektors gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine binäre Signalfolge sowie die ersten vom Taktgeber erzeugten Taktimpulse,

Fig. 4 das Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Speicherschaltung gemäß Fig. 2.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Detektoren arbeiten als binäre Detektoren und können ein binäres Wort in einer Signalfolge feststellen. Ein binäres Wort besteht aus einer bestimmten Folge binärer Ziffern oder Bits, wobei jedes Bit von einer bestimmten Dauer ist. Die Detektoren können das gewünschte binäre Wort ohne die Notwendigkeit einer Synchronisation des Empfängers auf das Zekraster der Bit feststellen. In Fig. 3a ist eine binäre Signalfolgc dargestellt, die von den Detektoren gemäß den Fig. 1 und 2 abgetastet werden kann. Die Übergänge vom einen zum anderen Niveau lassen die Länge einer Bitperiode erkennen und kennzeichnen gleichzeitig eine binäre 1 und eine binäre 0. Jeder Übergang kennzeichnet das Ende einer Bitperiode und den Beginn der nächstfolgenden Bitperiode. Das eine Niveau kennzeichnet eine binäre 0, wogegen das andere Ni-

»5 veau die binäre 1 kennzeichnet. In Fig. 3 sind drei Bitperioden ohne Übergänge dargestellt und mit <■ bezeichnet, um zu zeigen, daß ein Übergang für das Anfangen und Enden einer Bitperiode nicht unbedingt erforderlich ist. Obwohl Fig. 3a eine Folge von

»ο binären 1 und 0 zeigt, die als binäre Signalfolge betrachtet werden kann, bedeutet dies nicht, daß die Signalfolge ein bestimmtes binäres Wort repräsentiert, das von den Detektoren 1 und 2 erkannt werden kann. Selbstverständlich kann jedoch die bestimmte in Fig. 3a dargestellte Folge von Bits auch im speziellen Fall ein binäres Wort sein.

Gemäß Fig. 1 werden Signale, z.B. die von einem Diskriminator eines Empfängers erzeugten Signale, die das gewünschte binäre Wort enthalten, über ein Tiefpaßfilter 10 an den Detektor angelegt. Das Tiefpaßfilter lOdämpft alle Signale Übereiner bestimmten Frequenz, um unerwünschte hochfrequente Rauschsignale zu eliminieren, die das Erkennen des bestimmten binären Wortes beeinträchtigen können. Die Grenzfrequenz des Filters ist derart ausgewählt, daß sie annähernd der halben Abtastfrequenz entspricht. Auf die Abtastfrequenz wird nachfolgend noch näher eingegangen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Grenzfrequenz des Tiefpaßfilters 10 200 Hz. Die über das Tiefpaßfilter 10 übertragenen Signale werden einem Begrenzer 11 zugeführt, der von der Amplitude 0 abweichende Signale verstärkt und begrenzt. Die am Begrenzer ausgangsseitig erscheinenden Signale stellen dann die binären Signale dar, d.h. daß diese Signale entweder die Amplitude Ooder ein durch den Begrenzer festgelegtes Signalniveau haben. Diese ausgangsseitigcn Signale des Begrenzers 11 können als eine binäre Signalfolge entsprechend der Darstellung gemäß Fig. 3a betrachtet werden.

Für die spezielle Ausführungsform des binären Wortes, welches von den Detektoren gemäß den Fig. 1 und 2 erkannt werden kann, sind 23 Bits vorgesehen. Es sind 178 verschiedene binäre Worte mit einer 23-Bitfolge möglich, wenn jedes der 178 binären Worte und die diesen zugeordnete zyklische Änderung der Bitfolge um mindestens 7 Bit von jedem anderen der 178 binären Worte, bzw. deren zyklischen Bitfolge verschieden ist. Diese Gruppe von binären Worten wird auch häufig als Teilnehmergruppe des zyklischen Kodes bezeichnet. Jedes Wort würde dann innerhalb dieser Teilnehmergruppe ein Element darstellen. Wegen des großen Unterschieds zwischen jedem Wort und allen seinen zyklischen Variationen ist eine Wortsychmnisation sowohl am Anfang als auch am bnde des Wortes nicht erforderlich. Ein solches binäres Wort ermöglicht dem Detektor ein Erkennungssignal bei einer Korrelation zwischen dem empfangenen Wort und dem gesuchten Wort von weniger

als 100% zu liefern.

Die binäre Signalfolge gemäß Fig. 3 a wird vom Begrenzer 11 gemäß Fig. 1 an ein Schieberegister 12 angelegt, das als mehrstufiges Sehieberegister ausgebildet ist. Ein im folgenden als »Taktgeber« bezeichneter Taktgenerator 13 besitzt einen Teil 13« der mit dem Schieberegister 12 gekoppelt ist und eine Vielzahl von ersten Taktimpulsen gemäß Fig. 3b innerhalb der Dauer einer Bitperiode liefert. Die ersten Taktimpulse bewirken, daß das binäre Signal einer jeweiligen Stufe des Schieberegisters 12 in die nächste Stufe verschoben wird, womit es möglich ist. das binäre an die erste Stufe vom Begrenzer aus angelegte Signal abzutasten. Dabei wird das binäre an die erste Stufe angekoppelte Signal der Signaiioigc beim ersien auftretenden Taktimpuls in die erste Stufe eingespeichert. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Taktgebers werden von dem Taktgeberteil 13a vier erste Taktimpulsc innerhalb der Dauer einer Bitperiode geliefert. Auf Grund dieser vier ersten Taktimpulse kann das binäre an das Schieberegister 12 angelegte Signal während der Dauer einer Bitperiode viermal abgetastet werden. Wenn an das Schieberegister 100 Bits pro Sekunde angelegt werden, muß der Taktgeberteil 13a 400 Impulse pro Sekunde erzeugen mi dnß Hie Abt-K-'Ujng mit einer Abtastfrequenz von 400 Hz erfolgt.

Das Schieberegister 12 muß die vierfache Anzahl von Stufen wie die Anzahl der Bits des gewünschten Wortes umfassen, um alle abgetasteten Signale in dem Wort aufnehmen zu können. Somit umfaßt das Schieheregister 12 92 Stufen, wenn ein Wort mit 23 Bit Verwendung findet. Mit dem Einspeichern des 93. binären Signals wird das erste abgetastete binäre Signal aus der letzten Stufe des Schieberegisters 12 verschoben und geht verloren.

Der Detektor gemäß Fig. 1 umfaßt ferner einen Datenspeicher 14. der so viele Stufen wie das gewünschte binäre Wort Bits umfaßt. Das binäre in jeder Stufe des Schieberegisters 12 gespeicherte Signal wird einem Eingang einer Reihe von exklusiven NOR-Gattern 15 gemäß Fig. 1 zugeführt. Die Anzahl der NOR-Gatter entspricht der Anzahl der Stufen des Schieberegisters 12. Jede Stufe des Datenspeichers 14 ist mit einem zweiten Eingang von jeweils vier der exklusiven NOR-Gatter 15 verbunden. Der Datenspeicher 14 ist mit einem Eingang von vier der exklusiven NOR-Gatter 15 verbunden, da die binären, an diese vier exklusiven NOR-Gatter vom Schieberegister 12 angekoppelten Signale, den vier binären Signalen eines Bits in dem gewünschten binären Wort entsprechen sollen.

Der Taktgeber 13 hat einen Taktgeberteil 13b, der zweite Taktimpulse erzeugt, die zwischen den ersten Taktimpulsen liegen. Diese zweiten Taktimpulse werden an den Datenspeicher 14 angelegt und bewirken, daß die Bits der einzelnen Stufen des Datenspeichers 14 an die zugeordneten Eingänge der exklusiven NOR-Gatter 15 übertragen werden. Wenn die beiden Eingangssignale für die exklusiven NOR-Gatter 15 einander entsprechen, wobei das eine Eingangssignal von einer Stufe des Schieberegisters 12, und das andere Eingangssignal von einer Stufe des Datenspeichers 14 geliefert wird, dann wird dieses spezielle exklusive NOR-Gatter 15 wirksam und liefert ein Ausgangssignal. An Stelle der exklusiven NOR-Gatter kann jegliche logische Schaltung verwendet werden, die ein Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Obereinstimmen der beiden an die Eingänge angelegten Signale liefert. Logische Schaltungen, die zur Ausführung dieser Betriebsfunktion in der Regel Verwendung finden, sind exklusive ODER- und exklusive NOR-Schaltungcn. Das ausgangsscitige Signal der einzelnen exklusiven NOR-Gatter wird einem Zähler 16 zugeführt, an dem ebenfalls die zweiten Taktimpulse vom Taktgeberteil 13h wirksam sind. Diese Taktimpulse bewirken, daß die Anzahl der von den exklusiven NOR-Gattern aus angelegten Signale gezählt wird. Wenn die Anzahl dieser Signale einen bestimmten Prozentsatz der gesamten Zahl der mögliehen, von den exklusiven NOR-Gattern aus angelegten Signale übersteigt, erzeugt der Zähler 16 ein

'5 Erkennungssignai. das andeutet, daß das gewünschte binäre Wort empfangen wurde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform müssen dem Zähler 16 etwa X0% der exklusiven NOR-Gattersignalc zugeführt werden, damit dieser das Erkennungssignai abgibt. Obwohl der Datenspeicher 14 gemäß Fig. 1 aus zwei Stufen besteht, und das Schieberegister 12 aus acht Stufen bestehend dargestellt ist, hat dies keine einschränkende Bedeutung, vielmehr sind für das vorausstehend erwähnte, bevorzugte Ausführungsbeispiel 92 Stufen für das Schieberegister 12 und 2.3 Stufen für den Datenspeicher 14 vorgesehen. Obwohl es nicht notwendig ist. können für den Datenspeicher 14 ebenfalls 92 Stufen oder 4 Stufen für jedes Bit des gewünschten binären Wortes vorgesehen sein, wobei jede Stufe mit einem zweiten Eingang eines exklusiven NOR-Gatters 15 verbunden ist.

Wie bereits vorausstehend erwähnt, können die gewünschten binären Worte aus einer Teilnehmergruppe eines zyklischen Kodes bestehen. Ein andere?

Kennzeichen des gewünschten binären Wortes ist. daG eine maximale Anzahl von Pegeländerungen oder Pcgelsprüngen vom einen binären Niveau zum anderer binären Niveau für ein bestimmtes Wort auftreter kann. Fürden Fall eines 23-Bit-Wortes kann eine ma· ximalc Anzahl von 16 Pegelsprüngen auftreten. Wenr während der Dauer einer Bitperiode vier Abtastunger vorgenommen werden, ist eine exakte Synchronisation des Sender- und Empfängertaktes nicht notwendig. Dies ist deshalb der Fall, da die Wahrscheinliches keit eines Fehlers auf Grund der Abtastung während der Dauer einer falschen Bitperiode oder beim Intervallsprung zwischen zwei Bits für den Fall des Fehlens einer exakten Synchronisation sehr klein ist im Vergleich mit der Anzahl der Fehler, die für die Anzeige eines fehlerhaften Wortes notwendig sind. Wenn z.B eine Probe am Anfang oder am Ende einer Bitperiode entnommen wird, was dem ungünstigsten Fall entspricht, wenn nur 16 Intervallsprünge auftreten, danr können maximal alle 16 Abtastungen falsche Prober enthalten.

Obwohl auf Grund der Wahrscheinlichkeitstheorie nur 50% der abgetasteten Niveausprünge falsch seir würden, soll für die beispielsweise Betrachtung die ungünstigste Situation zugrunde gelegt werden. Be 16 fehlerhaften Niveausprüngen ergibt sich für 9i Abtastungen eine Fehlerquote von 17,4%. Da eir Korrelationsausfall nur bei einer Fehlerquote vor 20% und mehr auftritt, können 2,6% Fehlerquote sy stembedingt, z. B. durch Rauschen, zusätzlich auftre ten, bevor das richtige binäre Wort nicht erkannt wird Die mittlere Niveausprung-Fehlerquote liegt jedocr bei 8,7% wenn 50% der Niveausprünge fehlerhaf sind, so daß für systemeigene Fehler, wie z. B. System

rauschen, noch eine F',nlerquote von 11,3% zur Verfügung steht. Die zu /or erwähnte Fehlerreserve von 2,6% reichtfür systemeigene Einflüsse, wie Rauschen nicht mehr aus, jedoch ist die Fehlerreserve von 11,3% voll ausreichend.

Wenn nur eine einzige Abtastung während der Dauer eines jeden Bits stattfinden würde, ergäbe sich für den ungünstigsten Fall die Möglichkeit von 16 fehlerhaften Niveausprüngen aus 23 Abtastungen. Dies entspricht einer Fehlerquote von 69,6%. Wenn man jedoch die mittlere Niveausprung-Fehlerquote an Stelle des ungünstigsten Falles betrachtet, ergibt sich eine Fehlerquote von 34,8%. Dies liegt über dem maximalen Korrelationsfehler, der bei einem solchen System zulässig ist. ¹S

Obwohl die mittlere Fehlerquote bei drei Abtastungen pro Bitperiode anzeigen würde, daß drei Abtastungen pro Bit für ein 23-Bit-Wort ausreichen, um auf eine exakte Synchronisation zwischen dem Sender und dem Empfänger verzichten zu können, zeigt sich, ^ao daß vier Abtastungen pro Bitperiode eine genügend kleine, mittlere Niveausprung-Fehlerquote ergibt, so daß weitere Systemfehler, wenn sie sich zu dem Synchronisationsfehler addieren, das Erkennen eines korrekten oder des gewünschten Wortes nicht verhin- ^a5 dem. Ferner wird durch die Verwendung von vier Abtastungen pro Bitperiode das Auslösen eines Alarms auf Grund einer Fehlerquote in erwünschter Weise weiter abgesenkt. Diese Alarmfehlerquote ist als das Verhältnis des Ansprechens auf falsche oder fehlerhafte Wörter durch das System definiert.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausfühningsform eines asynchronen Detektors gemäß der Erfindung dargestellt. An das Tiefpaßfilter 10, das mit dem Tiefpaßfilter 10 gemäß Fig. 1 übereinstimmt, wird die Signalfolge angekoppelt. Ausgangsseitig ist an das Tiefpaßfilter ein entsprechend Fig. 1 ausgeführter Begrenzer angeschlossen, der eine binäre Signalfolge gemäß F i g. 3 a in Serie dem Gatter 25 zuführt. Ein Taktgeber

26 mit einem ersten Taktgeberteil 26a ist mit dem 4» Gatter 25 verbunden und erzeugt vier erste Taktimpulse während der Dauer einer Bitperiode entsprechend dem ersten Taktgeberteil 13a gemäß Fig. 1. Die Taktimpulse sind in Fig. 3b dargestellt.

Jeder an das Gatter 25 angelegte Taktimpuls bewirkt, daß das binäre Signal der Signalfolge über das Gatter an das Schieberegister 27 angelegt wird. Dieses Schieberegister 27 ist als mehrstufiges Schieberegister entsprechend der Ausführungsform des Schieberegisters 12 gemäß Fig. 1 aufgebaut. Für die bevorzugte Ausführungsform umfaßt das gewünschte oder bestimmte binäre Wort 23 binäre Bits, so daß für das Schieberegister 27 92 Stufen vorgesehen sind. Die ersten Taktimpulse von dem Taktgeberteil 26e werden ebenfalls an das Schieberegister 27 angelegt und bewirken, daß die binären Signale der einzelnen Stufen jeweils in die nächstfolgende Stufe verschoben werden. Auf diese Weise kann das binäre, an die erste Stufe des Schieberegisters von dem Gatter 25 aus angelegte Signal abgetastet werden. Das in Gruppen un- &> terteilte und an die erste Stufe des Schieberegisters

27 angelegte binäre Signal der Signalfolge wird in Abhängigkeit von den ersten Taktimpulsen, wie erwähnt, in Serie in das Schieberegister 27 eingespeist. Geht man davon aus, daß alle 23 binären Bits in einem bestimmten binären Wort in das Schieberegister 27 eingespeist sind, dann enthält jede Gruppe aus vier Stufen im Schieberegister 27 vier binäre Signale, die einem binären Bit in dem bestimmten binären Wort entsprechen.

Der Taktgeber 26 besitzt ferner einen Taktgeberteil 26b, der eine zweite Vielzahl von zweiten Taktimpulsen erzeugt, die jeweils zwischen zwei ersten Taktimpulsen auftreten. Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform werden 92 zweite Taktimpulse erzeugt, die jeweils zwischen zwei Taktimpulsen auftreten. Diese zweiten Taktimpulse werden ebenfalls an das Schieberegister 27 angelegt und bewirken, daß die im Schieberegister gespeicherten binären Signale von der letzten Stufe über das Gatter 25 zur ersten Stufe zurückverschoben werden, bis das gesamte Wort einmal im Kreis durch das Schieberegister 27 verschoben ist. Jedes binäre Signal, das in der letzten Stufe des Schieberegisters erscheint, wird über ein Gatter 30, das ebenfalls von den zweiten Taktimpulsen erregt wird, an den einen Eingang eines exklusiven NOR-Gatters 31 angelegt. Es ist ferner ein zweites Schieberegister

35 vorgesehen, das ebenfalls 92 Stufen umfassen kann. Dieses Schieberegister 35 enthält binäre Signale, die in der richtigen Folge dem bestimmten binären Wort entsprechen. Dabei enthält jeweils eine Gruppe aus vier Stufen des Schieberegisters 35 vier binäre Signale, entsprechend einem Bit des bestimmten bzw. gewünschten binären Wortes.

Die zweiten Taktimpulse des Taktgeberteils 26fc werden ebenfalls an das Schieberegister 35 angelegt und bewirken, daß die binären Signale im Schieberegister 35 einmal im Kreis vom Ausgang zum Eingang entsprechend dem Schieberegister 27 verschoben werden. Das jeweils in der letzten Stufe des Schieberegisters 35 gespeicherte binäre Signal wird an den zweiten Eingang des exklusiven NOR-Gatters 31 übertragen. Wenn die beiden Eingänge des exklusiven NOR-Gatters 31, d. h. das binäre Signal vom Schieberegister 35 und das binäre Signal vom Schieberegister 27, einander entsprechen, wird vom exklusiven NOR-Gatter 31 ein Ausgangssignal an einen Zähler

36 übertragen. Dieser Zähler 36 zählt die Zahl der Übereinstimmungen zwischen den Signalen der Schieberegister 35 und 27 und liefert ein Zähisignal bei jeder Zählung. Dieses Zählsignal wird an ein UND-Gatter 37 übertragen. Nach einer bestimmten Anzahl von Zählungen ist jeder Eingang des UND-Gatters 37 mit einem Zählsignal beaufschlagt, so daß dann ausgangsseitig am UND-Gatter ein UND-Signal zur Verfügung steht. Wenn entsprechend der bevorzugten Ausführungsform etwa 80% der binären Signale im Schieberegister 35 und im Schieberegister 27 einander entsprechen, wird dieses UND-Signal von den an das UND-Gatter 37 vom Zähler 36 aus angelegten Zahlsignalen ausgelöst. Dieses UND-Signal wird an einen Flip-Flop 38 angelegt, der seinen Zustand entsprechend umschaltet und ein Ausgangssignal an den einen Eingang eines weiteren UND-Gatters 39 liefert. Dieses weitere UND-Gatter 39 wird am zweiten Eingang mit einem ersten Taktimpuls vom Taktgeberteil 26a derart beaufschlagt, daß beim Vorhandensein eines ersten Taktimpulses, sowie des vom Flip-Flop 39 gelieferten Signals das UND-Gatter 39 ein UND-Signal abgibt. Der erste an das UND-Gatter 39 angelegte Taktimpuls wird auch an den Zähler 36 und den Flip-Flop 38 angelegt, um diese für die nächste Zählung vorzubereiten.

Das UND-Signal vom UND-Gatter 39 wird an einen zurückstellbaren Zeitgeber 40 angelegt, der als rückstellbarer monostabiler Multivibrator aufgebaut

sein kann. Dieser monostabile Multivibrator 40 kann vom ersten in den zweiten Schaltzustand umgeschaltet werden und verbleibt für eine bestimmte Zeitdauer im zweiten Schaltzustand, bevor er selbsttätig zurückschaltet. Im zweiten Schaltzustand erzeugt der Multivibrator 40 ein Erkennungssignal, das an der Ausgangsklemme 41 zur Verfügung steht. Dieses Erkennungssignal gibt an, daß das richtige binäre Wort empfangen wurde. Nach einer bestimmten Zeitdauer fällt der Multivibrator wieder in seinen ersten Schaltzustand zurück und schaltet damit auch das Erkennungssignal ab. Die Zeitdauer, für welche der monostabile Multivibrator 40 im zweiten Schaltzustand verharrt, ist geringfügig größer als diejenige Zeitdauer, welche notwendig ist, um ein nachfolgend ausgesandtes binäres Wort mit 23 Bit zu empfangen. Wenn das nachfolgende binäre Wort mit 23 Bit wiederum dem bestimmten binären Wort entspricht, wird der monostabile Multivibrator 40 erneut erregt, so daß das Erkennungssignal am Ausgang 41 aufrechterhalten wird. Die Zeitkonstante des monostabilen Multivibrators 40 kann auch so eingestellt sein, daß er in dem zweiten Schaltzustand für eine Zeitdauer verharrt, die etwas größer als diejenige Zeit ist, die zum Empfang von zwei oder drei aufeinanderfolgenden binären Worten mit 23 Bit benötigt wird. Bei dieser Einstellung der Zeitkonstante ist es möglich, daß das Erkennungssignal sogar dann aufrechterhalten wird, wenn ein Schwund im HF-Signal auftritt und dadurch das nächstfolgende Wort nicht erkannt werden kann. Bei dieser Anwendung wird von dem Detektor ein Ausgleich vorgenommen, der auch als Schwundausgleich bezeichnet werden kann.

Der Detektor gemäß Fig. 2 umfaßt ferner ein weiteres zweites Schieberegister 140, das in gleicher Weise wie das Schieberegister 35 aufgebaut sein kann und zur Speicherung weiterer zu erkennender Worte dient. Der Taktgeberteil 26b ist mit dem Schieberegister 140 verbunden und betätigt dieses in derselben Weise wie das Schieberegister 35 in Abhängigkeit von den zweiten Taktimpulsen. Ein exklusives NOR-Gatter 141 spricht auf die vom Schieberegister 140, sowie vom exklusiven NOR-Gatter 30 aus angelegten Signale entsprechend dem exklusiven NOR-Gatter 31 an, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das einem Zähler 42 zugeführt wird. Dieser Zähler 42 zählt die Anzahl der NOR-Signale, bzw. die Übereinstimmungen am Gattereingang und löst Zählsignale aus, die einem UND-Gatter 43 zugeführt werden. Wenn die gewünschte Anzahl von Übereinstimmungen auftritt, was z.B. eine Korrelation von 80% ist, erzeugt das UND-Gatter 43 ein UND-Signal, das einen nachgeschalteten Flip-Hop 44 in einen anderen Schaltzustand umschaltet und das vom Flip-Flop abgegebene Ausgangssignal einem UND-Gatter 45 zuführt. Das UND-Gatter 45 arbeitet in derselben Weise wie das UND-Gatter 39 und liefert beim nächsten zweiten Taktimpuls vom Taktgeber 26 ein UND-Signal an seinem Ausgang. Dieses UND-Signal triggert einen monostabilen Multivibrator 46, der über seine Ausgangskiemme 47 ein Erkennungssignal abgibt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das zweite Schieberegister 40 12 Stufen umfassen, die entweder alle eine binäre 0 oder eine binäre 1 enthalten. Der Detektor spricht entweder auf den Empfang aller binärer 0 oder aller binärer 1 an, je nachdem, was in dem Schieberegister gespeichert ist, um ein positives Abschaltmerkmal durch das Zurückschalten des monostabilen Multivibrators 40 zu liefern. Damit kann die übertragene Nachricht zu einem bestimmten Zeitpunkt beendet werden, so daß das von dem monostabilen Multivibrator 40 gelieferte Erkennungssignal nicht für die gesamte Zeitdauer beibehalten werden muß. Wenn dieses Signal dazu verwendet wird, um in einem Empfänger die Übertragung von NF-Signalen zu ermöglichen, ist dieses positive Abschaltmerkmal besonders wünschenswert.

Die Anzahl der Schieberegister, z.B. der Schieberegister 35 und 140, kann entsprechend der Anzahl der verschiedenen festzustellenden Worte gewählt werden. Diese Schieberegister können jedoch auch von Vorteil sein, um eine Mehrfacherkennung desselben Wortes vorzusehen. Zu diesem Zweck kann dasselbe Wort, nachdem es um einige Bits in seiner Position verschoben ist, in ein zweites oder drittes Schieberegister eingespeist werden. Das Erkennen dieser verschobenen Form des gewünschten Wortes

ao erfolgt zwischen dem ersten und zweiten Empfang des gewünschten Wortes. Damit es es möglich, während einer gegebenen Zeitdauer eine größere Anzahl von Erkennungen zu erhalten, womit die Zeitkonstante der monostabilen Multivibratoren 40 und 46 verrin-

»5 gert werden kann.

Obwohl die Ausführungsform gemäß Fig. 2 exklusive NOR-Gatter 31 verwendet, können an deren Stelle auch exklusive ODER-Gatter Verwendung fin-, den. Ein exklusives ODER-Gatter liefert ein Aus-

3» gangssignal beim Fehlen entsprechender Signale von der letzten Stufe der Schieberegister 35 und 27. Der Zähler 36 liefert dann ebenfalls Zählsignale in Abhängigkeit vom Fehlen einer Korrelation zwischen den binären Signalen im Schieberegister 35 und im Schieberegister 27. Das UND-Gatter 37 liefert in diesem Fall ein UND-Signal, wenn die Zahl der Zählsignale eine Korrelation zwischen den binären Signalen in den Schieberegistern 35 und 27 von weniger als 20% anzeigen. In diesem Fall deutet das Erkennungssignal an der Klemme 41 an, daß ein falsches Wort, im Gegensatz zu einem richtigen Wort, empfangen und erkannt wurde.

Die Schaltung gemäß Fig. 2 kann eine weitere Modifikation erfahren, indem das Schieberegister 35 mit einer Anzahl von Stufen versehen wird, die der Anzahl von Bits in dem bestimmten binären Wort entspricht. Bei einer bevorzugten Ausführungsform würden dies 23 Stufen sein. Zwischen das Schieberegister 35 und den Taktgeberteil 26b wird eine Teilerstufe mit dem Verhältnis 4:1 geschaltet, so daß die Zahl der zweiten, an das Schieberegister 35 angelegten Taktimpulse um den Teüungsf aktor 4 verringert ist. Damit würde jeder vierte der zweiten Taktimpulse vom Taktgeberteil 26b an das Schieberegister 35 angelegt werden. Als Folge davon verschiebt sich der Inhalt des Schieberegisters 35 auch nur einmal bei jeweils vier Verschiebungen des Inhalts im Schieberegister 27. Damit wird jedes binäre, im Schieberegister 35 gespeicherte Bit viermal mit vier abgetasteten binären Signalen im Schieberegister 27 verglichen.

Eine andere Charakteristik des gewünschten binären Wortes mit 23 Bits und irgendeiner zyklischen Variation besteht darin, daß die letzten 11 Bits des Wortes von den ersten 12 Bits und deren Folge bees stimmt werden. Mit anderen Wort heißt das, wenn die ersten 12 Bits bestimmt sind, können die nachfolgenden 11 Bits davon abgeleitet werden. In Fig. 4 ist ein Schieberegister dargestellt, das entsprechend

diesem Prinzip arbeitet und an Stelle der Schieberegister 35 und 40 Verwendung finden kann. Das Schieberegister 50 besteht aus 12 Stufen und einer Paritätsschaltung 51, die mit bestimmten Stufen des Schieberegisters 50 verbunden ist und zur Erzeugung der letzten 11 Bits dient. Die Impulse von dem Taktgeberteil 266 werden an das Schieberegister 50 in derselben Weise angelegt, wie sie dem Schieberegister 35 zugeführt wurden und bewirken ein Verschieben der Bits von einer Stufe in die nächste Stufe, unter gleichzeitiger Erzeugung des nächsten Bit. Das Bit der letzten Stufe kann über das exklusive NOR-Gatter 31, wie vorausstehend erläutert, angelegt werden.
Durch das Abtasten mit mehreren Proben wird die

Empfindlichkeit des Detektors erhöht, wogegen die Alarm-Fehlerquote verringert wird. Dies ergibt sich auf Grund der Tatsache, daß Fehler beim Empfang eines binären Bits, wie sie durch Rauschimpulse oder auf Grund verringerter Signalstärke ausgelöst werden können, nur die Anzahl der Übereinstimmungen verringern, im Gegensatz zu dem Erkennen eines falschen Bits. Obwohl das Abnehmen der Anzahl der Übereinstimmungen zwischen einem bestimmten oder gewünschten Wort und dem abgetasteten Signal das Erkennen eines Wortes verhindern kann, tritt dies in der Regel nur dann auf, wenn das Signal so schwach ist, daß die nachfolgend empfangene Nachricht nicht mehr eindeutig verstanden werden könnte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Detektor zum Erkennen eines bestimmten Wortes innerhalb einer Bits bestimmter Länge enthaltenden Signalfolge mit einem gegenüber der Signalfolge unsychronisierten Taktgeber zur Erzeugung von Taktimpulsen einer gegenüber der Bitfrequenz der Signalfolge großen Frequenz, mit einem Schieberegister, das unter Steuerung von Taktimpulsen Bits der Signalfolge aufnimmt und weiterschiebt, und mit einer Vergleichseinrichtung zur Feststellung einer Übereinstimmung des Schieberegisterinhalts mit dem zu erkennenden Wort, dadurch gekennzeichnet, daß das Schieberegister (12,27) unmittebar von nicht synchronisierten Taktimpulsen des Taktgenerator (13,13a; 26, 26a) gesteuert wird, daß die Anzahl der Stufen des Schieberegisters gleich dem Produkt aus der Anzahl von Bits des zu erkennenden Wortes und der Anzahl erster Taktimpulse pro Bitdauer ist, daß die Vergleichseinrichtung aus wenigstens einem Verknüpfungsglied (IS, 31, 141) und einem diesem nachgeschalteten Zähler (16, 36, 42) besteht, daß das Verknüpfungsglied vom Schieberegister einerseits und von einem Datenspeicher (14, 35,140), der ein dem zu erkennenden Wort entsprechendes Wort enthält, andererseits beaufschlagt wird, so daß der Zählerstand ein Maß für die Übereinstimmung zwischen dem Schicberegisterinhalt und dem gespeicherten Wort ist, und daß der Zähler bei Erreichen eines vorgegebenen Übereinstimmungsgrades ein Signal abgibt.

   2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher (14,35, 140) aus einer der Anzahl von Bits des dem zu erkennenden Wort entsprechenden Wortes entsprechenden Anzahl von Speicherstufen zusammengesetzt ist.

   3. Detektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichseinrichtung eine der Anzahl von Schieberegisterstufen entsprechende Anzahl von Verknüpfungsglieder (IS) enthält, deren Eingänge jeweils mit einer Stufe des Schieberegisters (12) einerseits und einer Stufe des Datenspeichers (14) andererseits verbunden sind und bei Übereinstimmung der Inhalte dieser beiden Stufen ein Ausgangssignal abgeben, und daß der den Verknüpfungsgliedern nachgeschaltete Zähler (16) die Ausgangssignalc zählt und bei Überschreiten einer bestimmten Anzahl von Ausgangssignalen ein Signal abgibt.

   4. Detektor nach einem der Ansprüche I bis

   3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (13, 13/),· 26, 26b) zweite Taktimpulse zwischen den ersten Taktimpulsen liefert und daß die Zählung des Zählers (16, 36, 42) von den zweiten Taktimpulsen steuerbar ist.

   5. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis

   4, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (13, 26) vier erste Taktimpulse pro Bitdauer liefert.

   f>. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenspeicher ein zweites Schieberegister (35, 140) mit einer dein ersten Schieberegister (27) entsprechenden Anzahl von Stufen ist, daß beide Schieberegister jeweils derart zu einem Kreis geschaltet und von zweiten Taktimpulsen steuerbar sind, daß ihr Inhalt zwischen zwei ersten Taktimpulsen wenigstens einmal vollständig im Kreis herum schiebbar ist, daß die Vergleichseinrichtung ein Verknüpfungsglied (31,41) enthält, dessen Eingänge mit der letzten Stufe des ersten Schieberegisters einerseits und der letzter» Stufe des zweiten Schieberegisters andererseits verbunden sind und das bei übereinstimmenden Eingängen ein Ausgangssignal abgibt, und daß der Zähler (36, 37; 42, 43) ein Signal abgibt, wenn die Anzahl von Ausgangsimpulsen des Verknüpfungsgliedes zwischen zwei ersten Taktimpulsen einen vorgegebenen Wert übersteigt.

   7. Detektor nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (26, 26a) vier erste Taktimpulse pro Bitdauer liefert, daß das zweite Schieberegister (35, 140) eine der Anzahl der Bits des zu erkennenden Wortes gleiche Anzahl von Stufen enthält und sein Inhalt mit jedem vierten der zweiten Taktimpulse weiterschiebbar ist, wobei jedes Bit im zweiten Schieberegister mit vier binären Signalen im ersten Schieberegister (27) verglichen wird.

   8. Detektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (16; 36, 37; 42, 43) ein Signal abgibt, wenn die Übereinstimmung zwischen den in der Signalfolge enthaltenen Bits und dem zu erkennenden Wort mehr als 80% beträgt.