DE3422828A1

DE3422828A1 - Datenempfaenger fuer aufgezeichnete daten

Info

Publication number: DE3422828A1
Application number: DE19843422828
Authority: DE
Inventors: Karl-Dirk 4790 Paderborn Kammeyer; Andreas 4799 Borchen Rüngeler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-06-20
Filing date: 1984-06-20
Publication date: 1986-01-02
Also published as: SE8503057D0; FR2566604A1; US4646173A; FR2566604B1; SE8503057L; SE456385B

Description

,19 451

15.6. 1981} Fd/Le

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART

Datenempfänger für aufgezeichnete Daten Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Empfang von modulierten, synchron übertragenen Daten nach der Gattung des Hauptanspruchs. Systeme zur mehrstufigen Datenübertragung sind seit langem bekannt (K.-D, Kammeyer und H. Schenk, "ein flexibles Experimentiersystem für die Datenübertragung im Fernsprechbereich", Frequenz 33 (1979), Seite Ul ff und 165 ff). Dabei besteht das " Ziel, die Geschwindigkeit bei der Übertragung von Daten über Fernsprechkanäle veiter zu steigern. Als mehrstufige Modulationsformen werden Phase Shift Keying (PSK) und Amplitude Shift Keying (ASK) angewandt. Wesentlich bei dieser Übertragungsform ist auch, daß der Takt aus der Datenübertragung selbst zurückgewonnen wird, da dies bei einer Synchrondatenübertragung erforderlich ist. Solche Träger- und Taktregelungen sind ebenfalls bereits bekannt und beispiels-

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veise in dem Artikel von G, Schollmeier und M, Schatz, Verfahren zur Träger- und Taktregelung bei synchroner Datenübertragung, Siemens Forschungs- und Entwieklungsberichte, Band 6 (.1977), Nr. 5, Seite 271 bis 276 beschrieben. Die dort beschriebene Taktregelung ist jedoch im wesentlichen auf die Problematik bei der Datenübertragung über Fernsprechleitungen zugeschnitten, und ist bei der Datenaufnahme von Toribandgeräten bzw. Kassettenrekordern nicht zu verwenden. Wegen dieser Schwierigkeiten war es bislang nicht möglich, zur Aufzeichnung auf Audio-Magnetbandgeräten mehrstufige Modulationsformen anzuwenden.

Zur Aufzeichnung digitaler Daten auf Audio-Magnetbandgeräten werden üblicherweise daher zweistufige Verfahren benutzt, beispielsweise Frequenzumtastung♦ Die dadurch erzielbaren Übertragungsraten sind jedoch gering,

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Taktregeleinheit des Empfängers sehr schnell Taktschwankungen ausregeln kann. Dadurch ist es möglich, den bei Magnetbandaufzeichnungen auftretenden Bandjitter zusätzlich zu längerfristigen Taktablagen zu korrigieren. Dadurch wird die Voraussetzung geschaffen, daß Mehrphasenmodulationsformen zur Aufzeichnung digitaler Daten auf Audio-Bandgeräten

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anwendbar sind. Hierdurch läßt sich wiederum die Aufzeichnungsrate beachtlich steigern. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß die erfindungsgemäße Maßnahme auf einfache Art und Weise zu realisieren ist und gegen über den bekannten Datenempfängern nur ein geringer Mehraufwand erforderlich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Vorteilhaft ist, daß das Regelsignal durch multiplikativen Vergleich der empfangenen Istwertsignale mit dem Sollwertsignal gewonnen wird. Hierbei wird sich der Vorteil zunutze gemacht, daß die bei der Übertragung über Trägerfrequenzstrecken durch Frequenzverwerfungen zerstörte Synchronität zwischen Symboltakt und Träger im Falle der Magnetbandübertragung im Empfänger erhalten bleibt. Daher kann die Trägerregelung, die sonst zusätzlich zur Taktableitung erfolgen muß, hier entfallen. Günstig ist es auch, daß die Filter als digitale Filter ausgebildet sind, deren Laufzeitveränderung durch Aufruf eines in einem Speicher abgelegten Filterkoeffizientensatzes erfolgt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß gegenüber bekannten Datenmodems lediglich ein erhöhter.Speicherbedarf für die zusätzlichen Filterkoeffizienten entsteht. Die Umänderung beschränkt sich daher bezüglich des Filteraufbaus auf die Verwendung eines größeren Speichers.

Vorteilhaft ist es ebenfallSj daß eine einfache Kompensation der durch Staubteilchen auf dem Band oder abgenutztes Bandmaterial hervorgerufenen Amplituderistörungen möglich ist. Hierbei ist es besonders günstig, die Amplitudenregelung dadurch vorzunehmen, daß der Eritscheider in seiner Amplitudenschwelle angepaßt wird. Dies ergibt ein besonders einfaches und sicheres Regelverhalten. Die Auswertung gestaltet sich besonders günstig, wenn zur Regelung der Amplitudenschwelle die Summensignale der Betragsquadrate der Istwert signale und der Sollwertsignale herangezogen wird. Dadurch wird der schaltungstechnische Aufwand besonders gering. Zur Verringerung von Störungen bei der Regelung der Amplitudenschwelle ist es vorteilhaft, einen Gewichtungsfaktor vorzusehen, der von den Vergangenheitswerten der Amplitude bestimmt ist.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des Empfängers eines Datenmodems nach der Erfindung, Figur 2 den Signalraum einer mehrstufigen Phase Shift Keying-Übertragung, Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der Taktregelung, Figur k ein Ausführungsbeispiel eines nichtrekursiven digitalen Filters, Figur 5 die Impulsantworten von Filtern mit unterschiedlicher Gruppenlaufzeit, Figur 6 ein Ausführungsbeispiel der

Amplitudenregelung, Figur T eine mehrstufige Modulationsform, bei der der Phase Shift Keying eine Amplitude Shift Keying überlagert ist und Figur 8 ein Ausführungsbeispiel eines Strukturdiagramms der Ablaufsteuerung des Entscheiders ,

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Zur Aufzeichnung digitaler Daten auf Audio-Magnetbandgeräten werden üblicherweise zweistufige Signale benutzt. Bei vorgegebener Bandbreite des Übertragungskanals kann im allgemeinen die Aufzeichnungsrate nur durch die Anwendung mehrstufiger Verfahren vergrößert werden. Voraussetzung hierzu ist eine ausreichende Linearität des Kanals und ein hinreichendes Signal-Rausch-Verhältnis. Solche mehrstufigen Übertragungsverfahren finden beispielsweise bei der Datenübertragung über Fernsp.rechleitungen Verwendung. Vornehmlich werden Mehrphasen-, Mehramplituden- oder kombinierte Modulationsarten eingesetzt. Hierbei werden die Binärdaten zunächst durch einen Codierer komplexen Zahlen c zugeordnet, wodurch die Modulationsform festgelegt wird. Durch Modulation, Filterung und Digital-Analog-Umsetzung erhält man ein für die Übertragung geeignetes analoges Signal. Im Empfänger kann hieraus nach einer Analog-Digital-Umsetzung, Filterung durch Quadraturfilterpaare, Demodulation, Entzerrung und Entscheidung die Information zurückgewonnen werden. Die spezifischen Eigen-

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schäften des Magnetbandkanals "bei der Magnetbandübertragung erlauben eine Vereinfachung der Systemstruktur gegenüber den konventionellen Modemkonfigurationen. Hierbei ist berücksichtigt, daß Frequenzverwerfungen und damit eine zerstörte Synchronität zwischen Symboltakt und Träger im Falle der Magnetbandübertragung am Empfänger nicht auftreten. Daher kann die Trägerregelung, die üblicherweise zusätzlich zur Taktableitung erfolgen muß, hier entfallen. Bedeutsamer ist jedoch die Frage einer geeigneten Symboltaktsynchronisation bei dem Empfang von auf Magnetband gespeicherten Daten. Die Taktinformation muß im Empfänger aus dem empfangenen Signal gewonnen werden. Während bei der Datenübertragung über Fernsprechleitungen Symboltaktabweichungen lediglich auf Grund der Frequenzdifferenz zwischen Sende- und Empfangsquarzen auftreten, die zu einer schwach ansteigenden bzw. abfallenden Rampe führen, die durch die bekannten Regelvorrichtungen leicht auszugleichen sind, verursacht der bei der Magnetbandaufzeichnung auftretende Bandjitter zusätzliche Taktablagen, die einen Zufallscharakter haben und daher mit dem bekannten Verfahren nicht auszugleichen sind. Des weiteren ist bei Bandgeräten aufgrund des verwendeten Bandmaterials bzw. der Verschmutzung von Tonköpfen mit Signaleinbrüchen zu rechnen, die das Auswerten der empfangenen Daten erschwert.

Figur 1 zeigt das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Empfängers. An den Signalausgang eines Audio-Magnetbandgerätes 10 ist ein Analog-Digital-Wandler 11 angeschlossen,

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dessen Ausgangssignal χ einem Filterpaar lk_t -15 zugeführt ist. Jedes Filter 1k und 15 Gesteht aus einer Vielzahl von Filtern, die als Bandpassfilter ausgebildet sind und sich in ihrer Laufzeit unterscheiden. Die Ausgangssignale des Filters 1U und des Filters 15 werden einem Schalter 16 zugeführt. Am Ausgang des Schalters 16 steht das Signal w an, das als eine komplexe Zahl darstellbar ist« Das komplexe Datensignal w vor dem Entscheider 17 besteht aus einem Realteil ti und einem Imaginärteil v. Das komplexe Datensignal w ist des weiteren einer Takterkennung .18 zugeführt. Am Ausgang des Entscheiders 17 ist das komplexe Datensignal c abgreifbar. Das komplexe Datensignal c hat den Realteil a und den Imaginärteil b. Das komplexe Signal c ist einem weiteren Eingang der Takterkennung 18 zugeführt. Weiterhin gelangt das Datensignal c an einen Decodierer 19j dessen Ausgangssignale 1 bis m einem Schieberegister zugeführt sind. Am Ausgang des Schieberegisters

20 sind die Binärdaten abgreifbar.

Die Takterkennung 18 weist einen Ausgang auf, an dem das Regelsignal φ abgreifbar ist. Dies wird einem Addierer

21 zugeführt, an dessen weiterem Eingang der Ausgang eines Speichers 22 angeschlossen ist. Der Ausgang des Addierers 23 führt einerseits zum Eingang des Speichers

22 und andererseits zu einem Regeleingang des Taktgenerators 12 und zu Eingängen der Filter Ik und 15. Der Taktgenerator -12 ist als ziehbarer Quarzoszillator mit einem Quarz 13 ausgebildet. Die Frequenz des Quarzes 13 ist in Abhängigkeit von der Regelspannung A, die vom Addierer

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21 abgegeben wird, nachziehbar, Mittels des Taktgenerators wird der Analog-Digital-Wandler JJ in zeitdiskreten Abständen getaktet. Aufgrund der Synchronität zwischen der Abtastf req.uenz f., die dem Analog-Digital-Wandler .1.1 zugeführt ist und der Symbolfrequenz f„ ist es möglich, den Schalttakt für den Schalter .16 ebenfalls durch entsprechendes Teilen aus dem Taktgenerator 12 zu gewinnen,

Die gesamte in Figur 1 gezeigte Schaltungsanordnung ist mittels Rechenbausteinen aufgebaut. Nähere Erläuterungen und Konstruktionshinweise zur Realisierung konventioneller Modems sind z.B. dem Artikel von P. J, van Gerwen u.a., Mikroprozessor Implementation of High Speed Data Modems, IEEE Transactions on Communications, Vol. Com 25, No. 2, Februar 1977, Seite 238 bis 250 zu entnehmen. Im folgenden wird jedoch auf die erfindungswesentlichen Modifikationen und Änderungen eingegangen. Die auf dem Magnetbandgerät 10 in einer analogen Form durch ein Mehrphasen- und Mehramplitudenmodulation gespeicherten Daten werden durch den Digital-Analog-Wandler 11 zu üeitdiskreten Abständen in Digitaldaten umgewandelt. Hierbei ist der Abtastrhytmus gleich zu wählen wie beim Umwandeln der Digital-Daten in Analog-Signale beim Senden, als die Daten auf das Magnetbandgerät 10 gespielt wurden, Die Filter 1U und 15 sind als digitale Bandpassfilter ausgebildet und dienen zum Ausfiltern der Dateninformation. Das am Ausgang der Filter 1^ und 15 äbgreifbare Signal stellt sich nunmehr als Folge amplitudengetasteter Nyquistimpulse im Bandpaßbereich dar, deren Eigenschaft es ist, daß beim Maximum des auszuwertenden Signals alle vor- bzw. nacheilenden Signale jeweils einen Nulldurchgang besitzen. Aufgrund des festen Zusammenhangs zwischen der Taktfrequenz für den Digital-Analog-Wandler J1 und der Synchronfrequenz f„, erfolgt die Abtastung

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bei auf der Sollfreq_uenz schwingenden Taktgeneratoren zum richtigen Zeitpunkt. Am Ausgang des Schalters J6 ist dann die komplexe Dateninformation w abgreifbar. Diese Dateninformation wird durch den Entscheider .1T in das komplexe Datenwort c umgewandelt, wobei die Entscheidung im wesentlichen dadurch geschieht, daß das komplexe Datenwort w in das ihm am nächsten liegende komplexe Datenwort c umgewandelt wird. In Figur 2 ist die Lage der komplexen Datenworte dargestellt, die bei einer achtphasigen Modulation möglich sind. Auf der Abszisse ist der Realteil a und auf der Ordinate ist der Imaginärteil b aufgegetragen. Eine mögliche, dem Dekodierer bekannte Zuordnungsvorschrift der komplexen Daten c zu der Binärinformation ist damit gegeben.

Die Takterkennungseinheit 18 ist im einzelnen in Figur 3 näher dargestellt. Die Takterkennung muß in der Lage sein, eine Information über die vom Taktregelkreis nicht vollständig ausgeregelte Taktablage von dem zur fehlerfreien Erkennung der Daten optimalen Abtastzeitpunkt zu gewinnen. Diese Taktablage ist bei Audio-Magnetbandgeräten dadurch bedingt, daß die Aufspielgeschwindigkeit und die Abspielgeschwindigkeit verschieden ist und daß mit Bandjitter zu rechnen ist. Das Kriterium für die Taktableitung wird aus den komplexen Daten w vor dem Entscheider und den entschiedenen Signalpunkten c nach dem Entscheider 17 ermittelt. Das bisher zur Trägerregelung (vgl, z.B, Kammeyer, Schenk, Theoretische und meßtechnische Untersuchungen zur Trägerphasenregelung in digitalen Modems, AEÜ, Band 3^, Heft 1 (1980); S. 1-6) verwendete Kriterium wird hier erstmals zur Taktregelung eingesetzt^ dies wird durch die bei der Magnetbandaufzeichnung unzerstörte Synchronität zwischen Takt und Träger möglich. Das Kriterium ist am einfachsten mittels zweier Multiplizierer 32 und 33 zu ermitteln,

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wobei dem Multiplizierer 32 einerseits der Imaginärteil ν der komplexen Daten vor dem Entscheider und der Realteil a der Daten nach dem Entscheider zugeführt wird Dem Multiplizierer 33 wird der Realteil u der komplexen Daten w und der Imaginärteil b der entschiedenen Signalpunkte c zugeführt. Ein Subtrahierer 3^ ist so geschaltet, daß das Ausgangssignal des Multiplizierers 33 von dem Ausgangssignal des Multiplizierer 32 abgezogen wird. Am Ausgang des Subtrahierers 3^ steht nun mehr eine Regelgröße <j> zur Verfügung. Diese Regelgröße ist direkt proportional zur verbliebenen Taktablage, sofern wie im Empfänger der Fall - im Bandpaßbereich gearbeitet wird und eine Synchronität zwischen Träger und Takt besteht. Der so gewonnenen Regelgröße, die positiv oder negativ sein kann, wird nunmehr das im Speicher 22 abgelegte Signal A hinzugefügt. Dies geschieht durch den Addierer 21 in Figur 1. Das so gewonnene Regelsignal A dient dazu, den Taktgenerator 12 nachzusteuern. Diese Nachsteuerung des Taktgenerators 12 arbeitet jedoch aufgrund der Filterzeitkonstanten und der Verarbeitungszeit im Entscheider 17 nur relativ langsam und ist daher nur geeignet, langsame zeitliche Veränderungen aufzunehmen. Solche langsamen zeitlichen Veränderungen können beispielsweise bei einer sich langsam ändernden Abspielgeschwindigkeit des Magnetbandgerätes 10 gegeben sein. Wegen des relativ starken Bandjitters müssen jedoch im Taktregelkreis des Empfängers größere Verzögerungsschleifen vermieden werden. Die bislang vorhandene Regelung ist daher nicht hinreichend,

Anzustreben ist eine Korrektur des Abtastzeitpunktes am Ausgang der Empfangsfilter .1 h und 15» so daß die Signale unmittelbar vor dem Schalter .16 korrigiert

- vr -.-/3.

werden. Die Lösung des Problems liegt darin, die Filter 1U und 15 so zu verändern, daß sich die Laufzeit der Signale durch die Filter ändert. Dadurch ist es möglich,, aufgrund des Regelsignals A unterschiedliche Filter 1U und 15 einzuschalten, durch die auch schnelle Taktabweichungen, wie sie durch Bandjitter auftreten, ausgeregelt werden können. Figur U zeigt ein solches nicht rekursives digitales Filter, dessen Entwurf in dem Aufsatz von H. Schenk, Entwurf von Sende- und Empfangsfiltern für den Einsatz in digitalen Modems, Archiv für Elektronik und Übertragungstechnik, Band 33 C19T9) Heft 11, Seite U25 bis 1+3 3 31 beschrieben ist. Das digitale Signal χ gelangt in ein Schieberegister U], an dessen Ausgängen jeweils Multiplizierer angeschlossen sind, von denen jeweils nur ein Teil U2, U3, UU dargestellt ist, Ein weiterer Eingang der Multiplizierer U2 "bis UU steht mit jeweils einem Ausgang eines Festwertspeichers U6 in Verbindung. Die Ausgänge der Multiplizierer U2 bis UU sind zu den Eingängen eines Addierers U5 geführt. Am Ausgang des Addierers U5 ist beispielsweise der Realteil der komplexen Daten abgreifbar, der dem Schalter 16 zugeführt wird. Der Festwertspeicher U6 wird durch das Signal A gesteuert. Das Filter, das den Imaginärteil erzeugt, ist entsprechend aufgebaut. Einzelheiten sind der zuvor erwähnten Literaturstelle zu entnehmen. Bei fehlendem Taktregelsignal A weist das Filter nach Figur U ein Laufzeitverhalten auf, das im wesentlichen durch die Empfangsfilterkoeffizienten bestimmt sind, die durch den Speicher U6 an die Multiplizierer abgegeben werden. Um nunmehr die Laufzeit des Filters ändern ku können, werden neben dem bereits vorßeßebenen Filterkoeffizienten weitere Koeffizienten festgelegt, die

jeweils zur Entzerrung des Dätenkanals geeignet sind, sich aber in ihren Laufzeiten um jeweils einen vorgegebenen Wert unterscheiden. Die Extremwerte der Verzögerung orientieren sich dabei an dem maximal zu erwartenden Bandjitter des Magnetbandgerätes 10. In Abhängigkeit von der Taktablage A werden daher im Speicher k6 jeweils unterschiedliche Koeffizienten aufgerufen, die die Laufzeit beeinflussen. Für den Filteraufbau ist daher lediglich ein Speicher k6 erforderlich, der in der Lage ist, neben dem ursprünglichen Koeffizientensatz weitere Koeffizienten aufzunehmen. Da der Zustandsspeicher der Filter von der Umschaltung auf einen neuen Koeffizientensatz nicht berührt wird, ergeben sich im Umschaltmoment keine Einschwingvorgänge. In Figur 5 sind die Impulsanworten bei gleichem Betragsspektrum, jedoch unterschiedlicher Gruppenlaufzeit der Filter dargestellt.

Durch diese Laufzeitsteuerung sind nur Verzögerungen innerhalb des eingeschränkten Bereiches auszuregeln, für den die Koeffizientensätze entworfen wurden. Zusätzliche langfristige Zeitfehler werden jedoch nun durch die der Laufzeitsteuerung überlagerten Steuerung des Abtast Zeitpunktes des Analog-Digital-Wandlers 11 ausgeglichen, die durch den Taktgenerator 12 bewirkt wird« Der schnellen Taktregelung durch Änderung der Koeffizienten und damit der Laufzeitsteuerung der Filter 1 U und 15 ist eine langsamere Taktregelung aufgrund einer Frequenzänderung des Takt generators 12 überlagert. Damit sind einerseits schnelle durch Jitter bedingte Signaländerungen als auch langsame durch Bandgeschwindigkeitsänderungen bedingte Signaländerungen erfaßbar.

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Ne"ben dem Jitter treten bei der Datenaufzeichnung zusätzlich schnelle Amplitudenschwankungen aufgrund von Staubteilchen auf dem Band oder stark abgenutztem Bandmaterial auf. Diese Schwankungen sind besonders dann störend, wenn man versucht, auf eine mehrstufige Amplitudenmodulation zur Steigerung der Übertragungsrate überzugehen. Figur 6 zeigt den Entscheider 17₅ der durch einen Amplitudenregel kreis ergänzt wird. Ein Kriterium zur Amplitudenregelung wird dazu aus der Differenz der Betragsquadrate der komplexen Daten vor dem Entscheider 17 und nach dem Entscheider 17 gewonnen. Zu diesem Zwecke ist der Quadrierer 52 vorgesehen, dem das komplexe Datensignal w zugeführt , ist. Am Ausgang des Bausteins 52 steht das Quadrat des Betrages von w zur Verfugung. Dies wird dadurch erreicht, daß in jeweils einem Multiplizierer der Realteil u und der Imaginärteil ν mit sich selbst multipliziert wird und anschließend in einem Addierer die Ausgänge der beiden Multiplizierer zusammengefaßt sind. Das Ausgangssignal des Bausteins 52· führt zu dem positiven Eingang eines Addierers 57· Ebenso wird das Betragsqjuadrat de.s entschie denen komiexen Datenwortes c im Baustein 53 gebildet. Der Ausgang des Bausteins 53 steht mit einem Multiplizierer 56 in Verbindung. Der Ausgang des Multiplizierers 5β ist zum negativen Eingang des Addierers 57 geführt. Der Ausgang des Addierers 57 wird zu einem Addierer 55 geführt, an dessen weiteren Eingang ein Speicher 5^ angeschlossen ist. Der Eingang des Speichers 5¹* steht mit dem Ausgang des Addiergliedes 55 in Verbindung. Des weiteren führt das Ausgangssignal des Addierers 55 zu einem Amplituden-

regeleingang des Entscheiders 17. Außerdem ist der Ausgang des Addierers 55 mit einem weiteren Eingang des Multiplizierers 56 verbunden.

Prinzipiell .ist es möglich, das Datenwort w mit der gewonnenen Regelgröße in seiner Amplitude zu ändern. Der dargestellten Regelvorrichtung liegt jedoch der Gedanke

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zugrunde, lediglich die bekannt vorgegebenen Werte /c/ zur Berechnung des Regelkriteriums nachzuführen. Die Nachführung erfolgt durch den Multiplizierer 56, durch aen erreicht wird, daß der Ausgangswert des Bausteins 53 mit dem Wert multipliziert wird, der auch dem Entscheider 17 zugeführt wird. Dieser Korrekturwert ist im allgemeinen kleiner als 1. Dieser so korrigierte Wert wird mit dem Ausgangssignal des Bausteins 52 verglichen. Sind dabei immer noch. Regelabweichungen vorhanden, so wird die Korrektur weitergeführt, Dies erfolgt dadurch, daß ein weiteres Korrektursignal, das am Ausgang des Addierers 57 zur Verfügung steht» dem Vergangenheitswert, der im Speicher 5^ gespeichert ist, hinzugefügt wird. Hierdurch ist eine Veränderung des Entscheidungskriteriums nach oben oder unten möglich, was sowohl in den Entscheider 17 eingeht, als auch zu einer Korrektur des Ausgangswertes des Bausteines 53 führt, die wiederum durch den Multiplizierer 56 vorgenommen wird. Eine Verbesserung des Regelverhaltens kann dadurch erzielt werden, daß zwischen dem Addierer 57 und dem Addierer 55 ein weiterer Multiplizierer eingeführt wird, so daß der Ausgangswert des Addierers 57 mit einem konstanten Wert multipliziert werden kann. Durch diese Maßnahme kann das Regelverhalten bei einem Amplitudenzusammenbruch beeinflußt -werden. Die Regelanordnung nach Figur 5 bewirkt, daß entsprechend dem Amplitudenverhalten des Eingangssignales w das erwartete Signal c in seiner

Amplitude nachgeregelt wird. Dadurch ist es auch möglich," Eingangssignale w richtig zuzuordnen, wenn diese sehr schwach sind und weit von dem ursprünglichen Wert c entfernt sind.

Anhand der Figur 7 soll dies etwas näher erläutert werden. Figur 7 zeigt in komplexer Darstellung die möglichen Stellungen der Signale w und c für den Fall, daß einer achtstufigen Phasenmodulation eine zweistufige Amplitudenmodulation überlagert ist. Hierdurch wird die Datenübertragungsrate um 33 % erhöht, da gegenüber dem Beispiel nach Figur 2 die Übertragung von zusätzlichen 8 komplexen Signalpunkten c möglich ist. Die Unterscheidung bezüglich der Amplitude erfolgt dabei dadurch, daß festgestellt wird, ob ein Schwellwert S über- oder unterschritten ist. Bei dieser Art von Datenübertragung ist es wesentlich, zu erkennen, .ob ein Amplitudeneinbruch vorliegt oder nicht, da in diesem Fall im Entscheider 17 die Schwelle S beispielsweise mit einer Regelschaltung nach' Figur 6 anzupassen ist.

Die Aufgabe des Entscheiders 17 ist es, die aufgenommene Größe w dem exakten Wert c zuzuordnen. Dies geschieht dadurch, daß im Entscheider, geprüft wird, welchem Wert c der empfangene Wert w am nächsten kommt. Die Figur 7 zeigt beispielhaft einen etwas zu kleinen Wert w, der dem entsprechenden Wert c zugeordnet ist. Allgemein weicht der empfangene Wert w aufgrund von Symbolinterferenzen, Rauschen oder nicht entzerrten linearen Verzerrungen vom idealen Sollwert c mehr oder minder stark ab. Die Qualität der Datenübertragung be-

stimmt sich dabei nach der Größe dieser Abweichung. Sie ist umso besser, je geringer diese Abweichung ist.

Figur 8 zeigt beispielhaft ein Strukturdiagramm, das in einem mikroprozessorgesteuerten Entscheider 17 eine Zuordnung der komplexen Daten w zu den komplexen Solldaten c ermöglicht. Zur Vereinfachung der Darstellung ist jedoch von einer vierstufigen Phasenmodulation ausgegangen. Diese Punkte, die durch das Strukturdiagramm nach Figur 8 auswählbar sind, sind in der Darstellung nach Figur 7 mit den Zahlen 1 bis 8 bezeichnet. In der Abfragestelle 60 wird geprüft, ob der Realteil der empfangenen Daten u größer als 0 ist. An der Stelle 61 wird dann festgestellt, daß in diesem Falle nur die Punkte J, 2, U_s 5, 6, 8 gegeben sein können. An der Abfragestelle 62 wird weiter geprüft, ob der Imaginärteil der empfangen Daten ν größer als 0 ist. Ist dies der Fall, so können nach der Stelle 67 nur noch die Punkte 1, 2, 5, 6 betroffen sein. An der Abfragestelle

68 wird nunmehr überprüft,·ob der Imaginärteil ν kleiner ist als der Realteil u der empfangenen Daten. Ist dies der Fall, so können nur die Punkte 1 oder.5 an der Stelle

69 betroffen sein. Ist dies nicht gegeben, so sind die Punkte 2 oder 6 an der Stelle 70 angesprochen. Ob es sich um den Punkt 1, 5 oder 2, β handelt, ist im wesentlichen von der Schwelle abhängig, die im Entscheider vorgegeben ist.

Wird an der Abfragestelle 62 mit nein entschieden, so können gemäß Stelle 6'3 nur die Punkte J, k> 5, 8 in Frage kommen. Eine Entscheidung darüber wird durch die Abfragestelle 6h ermöglicht, die nachprüft, ob der Imaginärteil ν kleiner ist als der negative Realteil u. Ist dies der

Fall, so ist an der Stelle 66 der Punkt k oder 8 ausgewählt, an der Stelle 65 der Punkt 1 oder 5, falls diese Bedingung nicht gegeben ist.

Die hier aufgezeigten Entscheidungskriterien ermöglichen es, eine eindeutige Zuordnung auch dann zu treffen, wenn die empfangenen Punkte w nicht direkt auf den Achsen angeordnet sind, sondern im Umfeld des erwarteten Punktes liegen,

Falls die Bedingung u größer 0 nach der Abfragestellung nicht erfüllt ist, wird der linke Zweig des Strukturdiagramms durchlaufen. In diesem Falle kommen gemäß Stelle 72 nur die Punkte 2, 3, ^, 6, 7, 8 in Frage, Entscheidungsstelle 73 prüft, o"b der Imaginärteil ν größer 0 ist. Ist dies der Fall, kommen gemäß Stelle 81 nur die Punkte 2, 3, 6 oder 7 in Frage. In der Abfrage 82 wird festgestellt, ob der -Imaginärteil ν kleiner ist als der negative Realteil u. Ist dies der Fall, müssen gemäß Stelle 8k die Punkte 3 oder 7 angesprochen sein oder die Punkte 2 oder 6, falls die Entscheidung nicht richtig ist.

Wird die Abfrage 73 verneint, so kommen gemäß Stelle 7k die Punkte 3, k, 7 oder 8 in Frage. Die Abfrage 75 soll feststellen, ob der Imaginärteil ν kleiner ist als der Realteil u des empfangenen komplexen Datensignals w. Ist dies nicht der Fall, so sind gemäß Stelle 76 die Punkte 3 oder 7 betroffen. Ist diese Bedingung erfüllt, sind gemäß Stelle 77 die Punkte k oder 8 betroffen. Die Unterscheidung zwischen den Punkten k und 8 geschieht wie bei den übrigen Punkten auch durch eine Überprüfung der Schwelle S an der Abfragestelle 78. Hierzu wird der Betrag des komplexen Datensignals w gebildet und geprüft, ob dieser Betrag von w kleiner ist als die vorgegebene Schwelle. Ist dies der Fall, ist der

•So-

Punkt 8 entschieden, der unterhalb der Schwelle ist. Ist dies 'nicht der Fall muß -der Punkt k gegeben sein, der oberhalb der Schwelle liegt. Das Quadrat des Betrages von w wird im Rahmen der Amplitudenregelung gebildet, und braucht deswegen nicht extra erzeugt zu werden. Das Strukturdiagramm für den Entscheider 17 zeigt, daß die wesentlichen Abfragekriterien amplitudenunabhängig sind, so daß leichte Amplitudenschwankungen auf den Entscheidungsvorgang selbst keinen Einfluß nehmen Den einzelnen Punkten 1...8 entsprechen komplexe Dat'enworte c, die vom Entscheider ausgegeben werden.

Claims

ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART .1

Ansprüche

1/ Vorrichtung zum Empfang von modulierten, synchron übertragenen Daten mit einem Analog-Digital-Wandler, mit einem Empfangsfilterpaar, mit einem Entscheider und mit einem Taktgenerator, der bei einer Abweichung vom beim Empfang generierten Takt mittels eines Regelsignals nachregelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsfilter (1h, 15) in Abhängigkeit von dem Regelsignal (A) in ihrer Laufzeit umschaltbar sind,

2, Vorrichtung nach Anspruch J, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelsignal (A) durch multiplikativen Vergleich der empfangenen Signale (w) mit den Sollwertsignalen (c) gewonnen wird,

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filter (1U, 15) als nichtrekursive digitale Filter ausgebildet sind, deren Laufzeitveränderung durch Aufruf eines in einem Speicher (U6) abgelegten Filterkoeffizientensatzes erfolgt.

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U. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entscheider (17) in seiner Amplitudenschwelle geregelt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Amplitudenschwelle durch Vergleich der Summensignale des Betragsq.uadrates des empfangenen Signals (w) und des Sollwertsignals (c) erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleichssignal zur Regelung der Amplitudenschwelle mit einem Gewichtungsfaktor versehen ist.

T. Vorrichtung nach einem der Ansprüche h "bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von der Amplitudenregelung und/oder Schwellenregelung eine mittlere Schwelle (S) bestimmt ist, und daß Datensignale oberhalb dieser Schwelle einem ersten Wert und Datensignale unterhalb dieser Schwelle einem zweiten Wert zugeordnet sind.