DE2700354A1

DE2700354A1 - Empfaenger fuer nachrichtenuebertragungssysteme

Info

Publication number: DE2700354A1
Application number: DE19772700354
Authority: DE
Inventors: Manfred Guenther Unkauf
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1976-01-05
Filing date: 1977-01-05
Publication date: 1977-07-14
Also published as: DE2700354C2; BE849930A; CA1080807A; FR2337469A1; JPS5287308A; GB1535445A; NL7614433A; US4032847A; FR2337469B1; IT1073789B; DK1577A

Description

München, den Ί. Januar 1977 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 153

Kaytheon Company, l'tl Spring Street, Lexington, Mass. 02173t Vereinigte Staaten von Amerika

Empfänger für Nachrichtenübertragungssysteme.

Die Erfindung bezieht sich auf Empfänger, welche für Signole benutzt werden, deren Phaseneigenschaften durch Mehrwegestörungen beeinflusst sind und welche Verzerrungen aufweisen, die durch Überlappung benachbarter Datenimpulse verursacht werden·

In der US-Patentschrift 3 79^ 921, auf deren Inhalt hier Bezug genommen sei, ist ein differentiell adaptives Nachrichtensystem beschrieben, das den Empfang von .Signalen verbessert, welche über Nachrichtenkanäle mit Mehrwegeverzerrungen übertragen werden· In diesem System wird im Empfänger ein Ueferenzsignnl erzeugt, das während mehrerer empfangener Impulse dieselbe komplexe Einhüllende hat wie das Empfangssignal. Die Referenz wird verwendet in einem Kohärent-Detektor nach Art eines ange paßten Filters (matched filter) unter Verwendung von Entscheidung sr ückkopplung. Dies erlaubt kohärente Demodulation der Signale ohne Verwendung von Kanalfiltern bei Systemen, die mit digitaler Mehrphasenmodulation arbeiten. Obwohl das bekannte System in der Lage war, mit Signalen aus mehreren Kanälen zu

709828/0911

nrbeiton, tnilite anfordert werden, dni'. keine uriinnnswortr i.'hrM-lnppung zwischen bennclibnrten impulsen innerhn Lb irgendeines Knnals bestellt, dnmit eine richtige Most i ninii ng iJei* Phasenlage der impulse jedes Kanals !'löblich wer. In den früher vor <>i T ent 1 ichton System und .in anderen Nnchrichlensystoiiien bewirkte (lie Hooi ni'lussting von /.pichen

!untereinander (Intersymhol interference)durch Überlappung

benachbarter Impulse eine Verkleinerung oder Vergrößerung ι '

,flor Signalpegel im Empfänger. Für Impulse, während derer

j die .Signalamplitude erniedrigt wurde, war diese oft nicht !ausreichend für eine richtige Bestimmung der Phasenlage J dieser Impulse. Infolge dessen mußte das System mit genügenden Zeitintervallen zwischen benachbarten Pits betrieben werden, so daß für ,jeden möglichen Kanalzustand j keine Überlappung auftreten konnte. Wegen dieser Forderung j wurde die Übertragungsrate jedes Kanals merklich verringert.

Ks ist daher Aufgabe der Jir iindiin.r;, ein Nnclir i.cliteiiri ip I . ΐι."·'ΐ-system für digitale Dntenübertrii.rjun.p; zu schaffen, in ilen din Wirkungen von gcgniisnit Iger Zcichetibeeinflussuug vnspnl 1 idi vermindert A/erden.

Ks soll nuoh ein diff erentiell-ndnpt i ves Nnchr i c)\t rnpyn t r< ι .··. eschnfTcii werden, welches mit lifiliorer Untenübertrn.njun'csr.-i t <■ als frühere Systeme - mich in K nil ο von /eicheiibee i η ( I .η ifiim ··■ - betrieben werden knnn, und in welchem eine .Sehn llung r· j n Korrekturnigntvl. für die Korrektur von iCinpfnngss i.giinlon ni I '■'e L chenbeei nf lussung erzeugt.

Vorstehend nngegebene Aufgabe Avi.j-d erfiiidunjrsgeit»."l'i bei fiinMi l'lmpf jinger für Nnchr Ichtenüber trngungssy.sti'mn il;nlurr.h gel«v:l , ι'.· dieser linijif jinger eine aelbsttntige di f f erent i el I. ο K.iiiüH. el I-linrkcit bezüglich Melirwegeverzerriuig der Einpfniigss i gnn.l ο Ι»»·-

709828/0911

COPY ORIGINAL INSPKTlO

sitzt und eine Konipensationse inrichtung zur Kompensation von το- ! genseitiger Zeicbeubeeinflussimg enthält. !

Durch die Erf indung wird auch ein entsprechendes Verfahren /uv Verarbeitung von Empfangss ignaJ. on vorfjesch Lagen. l'is wird riu ditf orenti ell-adajit j vor Emjifängor geschaffen, dor so Ihst-ndpn I ϊ ν ist; für Mehrwegevorzerrungeu, xnid Einrichtungen besitzt, in ι Hoe.i.nfi π«?· gunmen von Zeichen untereiudanclcr zu kompensieren. J nurrlip I h der:

vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen werden Itezoi chinin- j gen wie "dif f erentiell-adaptiver Empfänger" urul "Ümpf iiiiror, tlor j se Ibst-adaptiv für f Ichrwogevcr Zerrungen ist" und der^lricliou, f'ii^ oitien Einjif nnj^er verwendet, wie or in der UÜ-l'ntcnt sehr i ί t I 3»79't,921 beschrieben ist. Din Einrichtungen zur Kompensation voij /eichenbeeinflussutig können Eiur.iclitungen e.insclili-οΙΊοη , dir ·· r} - j clienbeeinflussung erkennen und Einrichtungen dir in Abh.in.-i ghni t davon noclirichtentrogende ÖiguaLe ü" Empfnnger korr.i.girren. IHn Einrichtung zur Erkennung von ZeichenbeeinfItissung kann pin 3ig- i nal erzexigen in l'Olge der Überlappung zwischen benachbarten /.riehen. Diese Einrichtung kanu auch eine Einrichtung eiusch I. i rl'-on , tue den Wort einer gegenwärtigen Uit-Entsche.i dung mit dem lutrgralwert des Etnpf angssignals vergleicht. Die Korrektur^ i nv i ch tunken können weiterhin mit der Vergleichseinr iclitung zusommrnnrbe i -* ton und ein Signal erzeugen zur Korrektur der Grolle des integr i. pt} ten Signals, entsprechend dem richtigen Zustand der Ui. t-En t sehe i dung.

Die Erfindung kann auch verwirklicht werden, durch die .'Schaffun.·¹: eines Empfängers, der Einrichungen hat zur Erzeugung eines .Signals, welches das Integral der gleichgerichteten Empfang!?.? i gun Ie darstellt. Das Ernpfangssignal besteht dabei aus einer Ueiho oder I¹OIge von Impulsen, wobei ,jeder dieser Impulse mit einer, aus einer vorgegebenen Anzahl diskreter l'hasenlagen kodiert ist. Der Empfänger besitzt auch Einrichtungen zur Erzeugung eines Ausgang: signals, welches zur Darstellung der diskreten Zustände eine Gleichspannung benutzt, wobei jedem der möglichen Zustände ein eigener Spannungspegel entspricht. Der Empfänger besitzt auch Einrichtungen zur Erzexigung eines Fehlersignals entsjirecbend drei

-3-

709828/0911

- ORIGINAL INSPECTED

Unterschied zwischen dem Ausgangssignal und dem integrierten limp·* fangssignal, und er besitzt auch Einrichtungen zvir Uilehm.": ei 1103;

Korrektursignals infolge des I'ehlersignals , wobei das Korrektur- ■ signal und das integrierte Signal addiert werden und zwar vor ; der Abtastung zur Erzeugung des Ausgangssignals. Die Einrichtnngen zvir Erzeugung des Ausgangssignals umfassen vorzugsweise Ein- j richtungen zur Erzeugung eines odor mehrerer Abfragewerte dos Signals, welches das Integral darstellt und Einrichtungen zur Konstanthaltung des Integralwertes der Abfragewerte über eine, durch externe Synchronisationseinrichtungen bestimmte Zeitdnuer. Die Einrichtungen zur Erzeugung des Korrektursignals schliefen in Ausführungsformen ein: Einrichtungen zur Multiplikation dos Fehlersignals mit dem Ausgangs- oder Abtastsignal; Einrichtungen zur Mitteilung des Produktes der Multipliziereinrichtung und wei-f tore Multipliziereinrichtungen zur Multiplikation des gernttel- | ten Signals der ersten Hultiplizioreinrichtung mit dom Ausgnngs- ^: signal. Das Korrektursignal wird erzeugt mit einer Amplitude proportional zur Größe der Überlappung von jeweils benachbarten Impulsen.

Die Erfindung umfaßt auch eine Kombination von Einrichtungen zum' Empfang von mehrwegeverzerrten PSK-Signalen und Einrichtungen j zur Erzeugung eines lief erenzsigna Ls , mit im wesentlichen flricher Modulationseinhüllender wie das Empfangssignal, während einer kur-» zoll Zeitdauer, mit einer Phasenlage, unabhängig von öe\i sich iitidrrndeu Phasenlagen des Empfangssignals. Diese eine Phasenlage ist vorzugsweise gleich der Ivullphascnumtastung, oder gleich ίτ- ι gend einem der Pliasen^ustiuido , aber inmer invariant gegenüber »'ei Änderungen der Phasenzustrmde der impulse. Zu der Kombination zählen auch: Einrichtungen zvir Erkennung der Phasenlage dpi- Eripfnngssignale durch Vergleich mit der Phase des lief erenzci guols; Einrichtungen zur Integration des demodulierten Signals, unter Einschluß von Einrichtungen zum Rücksetzen der Integriereinrichtung auf Null am Ende der Bitperiode; Einrichtungen zur Addition des integrierten demodulierten Signals mit einem Korre'ttursignal, zur Erzeugung eines korrigierten demodulierten Signals{ Einrichtungen zur Abtastung der Summe dieser Addiereinrichtung

■..'JA¹

828/0911

INAL INSPECTED

und zur Erzeugung eines Aus,?;an,n;i>si^nals - als Folge des allein rteten Signale — welches (len l'linsnnzustand des Empf ati^ss · gnr¹ I. s durch eine Gleichspannung darstellt, wobei die jeweilige <ir^;»i.io einen möglichen Phasenzustand entspricht; Einrichtungen zur Erzeugung eines Signals, welches die Differenz zwischen der .Snnr aus der Sunimiereinrichtung und dem Ausgangssignal darstellt; Iü.i richtungen, wie z.13. ein Schiebcregi stcr, zur Speicherung eines Si.gnals, welches die Phaseninge des unmittelbar vorher erzeugten Impulses darstellt, also z.B. einer binären Zahl; cine erste NmI-tipliziereinriehtuns zur Multiplikation des Differenzsignnls i'iit dem in der Speichereinrichtung gespeicherten Signal ;·. Einri chtungen zur Erzeugung eines Signals, welches das über eine liipulsdauer gemittelte Signal des Differenz- oder Fehlersignale über wenigstens einen Teil der Impulsdauer darstellt; eine zweite MuI-J tipliziereinrichtung, in der als Produkt das KorrekturFi.".n.-i ι er- ' zeugt wird und zwar durch Multiplikation des Signals, welchen tint Mittelwert darstellt, mit dein gespeicherten Signal der Speichereinrichtung. Das Korrektursignal ist also die A\isgangsgr^;»r.e dor > zweiten Multipliziereinriciitung. Sie hat eine Amplitude und 1Ό- \

i larität, die geeignet ist, das Ausgangssignal des Integrators i.ti Hinblick auf Fehler durch Überlappung von benachbarten Innulsen zu korrigieren. Die Amplitude und Polarität des KorrekturfignaJs sind proportional zum Zeitanteil oder der Gesamtzeit inult.i nliziert mit der Amplitude von benachbarten Impulsen. Die Abtasteinrichtung tastet die von der Sunimiereinrichtung erzeugte Sumne ab, lind zwar vorzugsweise zu mehreren Zeitpunkten, in festgelegten Intervallen, während der Impu.lsaufvereitung oder Impulsdauer. Wenn das Korrektursignal gegen N\ill geht, ist die 7Λΐ diesem /oitpunkt vorliegende Dit-lintscheiduug im wesentlichen unkorrel t ort nit dem vorhergehenden Dit, und zu diesem Zeitpunkt ist auch dor Fehler minimal im Sinne der kleinsten Fehlerquadrate. Dir Phasenlage des Empfangssignals kann eine binäre Phasenumtastung in t zwei l'hasenzuständen, eine Vierphasenumtastung mit vier l'hnsenzuständen oder jede andere Modulation mit Phasenumtastung sein.

-5-

709828/091 1

■ ■ *^T ,-%'v:· ORIGINAL INSPECTED

Figur 1 zeigt ein schenmtisches Blockschaltbild des Nachrichtenempfängersystems mit ariaptiver Entscheidungsfindung unter Verwendung der vorliegenden Erfindung.

Figuren 2 und 3 zeigen Signalformen_r die innerhalb des Systems auftreten und zum Verstädnnis der Erfindung nützlich sind.

Figur ¹I zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Teiln des Empfängersystems mit adaptiver Entscheidungsfindung für Vierphasen-PSK-Modulation, in dem die vorliegende Erfindung mit Vorteil verwendet wird.

-6-

709828/0911

ORIGINAL INSPECTED

Figur 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Ausführung der Erfindung innerhalb eines Empfängersystems für binäre Phasenumtastung. Dan System, das in Figur 1 gezeigt wird, verwendet die gleiche Empfängergrundschaltung, wie die Ausführung aus Figur 2 des zitierten Patents, wobei gleich benannte Teile eine ähnliche Funktion erfüllen. Das aus dem ZF-Filter kommende Eingangssignal gelangt sowohl zum Multiplizierer 22, als auch zur VerzögerungsFchPltung 12, die eine Verzögerung von einem Baud oder einer Bitperiode bewirkt. Das Signal am Ausgang des ZF-Filters wird vom Multiplizierer 22 mit einem Bezugssignal durch Multiplikation bzw. Demodulation verglichen.

Das Referenzsignal wird wie im zitierten Patent erzeugt. Das ankommende ZF-Signal wird durch die Verzögerungsschaltung 12 verzögert und multipliziert mit dem digitalen Ausgangssignal des vorigen Bits, das durch -I- 1 oder - 1 dargestellt werden kann. Das Ausgangssignal der Verzögerungsschaltung 12 kommt zur gleichen Zeit am Umkehrmodulator 14 an, wie. das zugehörige digitale Ergebnis, welches den +1 oder -1 Zustand darstellt. Aue diesem Grund ist der Ausgang des Umkehrmodulators 14 ein Signal, das dieselbe komnlexe Einhüllende wie das ankommende Signal hat, nur mit konstanter Phasenlage.

Das Ausgangssignal des Umkehrmodulators 14 wird zu dem in der Schleife - gebildet aus Summierer 17, Verzögerungsleitung 18 und Operationsverstärker 16 - umlaufenden Signal addiert. Das in dieser Schleife umlaufende Signal wird gebildet durch Summation über eine Anzahl früherer Eingangsgrößen aus den» Umkehrmodulator 14, die alle im wesentlichen die gleiche komplexe Einhüllende und die gleiche Phasenlage haben.

-7-

. 709828/0911

Da das. Rauschen innerhalb eines Eingangsimpulses aus dem Urakehrmodulator 14 im wesentlichen eine Zufallspröße ist, hat dps, aus einer Summation über eine Anzahl der vom Umkehrmodulator 14 erzeugten Impulse, zusammengesetzte Referenzsignal rin^n deutlich vergrößerten Rauschabstand als ein einzelner Eingangsimpuls. Durch die Summation vieler solcher Impulse heben sich nämlich die Rauschanteile in etwa auf, wohingegen sich der Signalinhalt addiert. Die Verstärkung des Operationsverstärkers 16 wird kleiner als eins eingestellt, so daß die Amplitude des Referenzsignals, das durch das Umlauffilter 20 entsteht, konstant gehalten wird. Das Demodulationssignal des Multiplizierers 22 ist ein positives Signal veränderlicher Amplitude für einen EingangsimTjuls mit einer Phasenlage 1 und ein negatives Signal für einen Eingangsimpuls mit einer Phasenlage 2. Der Ausgang des Multiplizierere 22 wird auf den Eingang der Integrier- und Rücksetzstufe 24 gekoppelt. Die Integrier- und Rücksetzstufe 24 erzeugt ein Ausgangssignal, das im wesentlichen das Integral des Eingangssignals ist, wobei die Integration am Anfang der ImuulsPeriode, markiert durch einen Taktimpuls aus der Synchronisierschaltung 26, startet. In früheren Systemen wurde das Ausgangssignal der Integrier- und Rücksetzstufe 24 unmittelbar abgetastet zu einem Zeitpunkt gegen Ende der Impulsperiode, und es wurde entschieden, ob die abgetastete Spannung positiv oder negativ und dem Betrage nach größer als eine vorgegebene Schwellspannung war. Wenn die Signal8pannung am Ausgang der Integrier- und Rücksetzstufe 24 positiv und größer als eine eingestellte Schwellspannung war, erzeugte die Abtastschaltung ein Digitalsignal, das "einen

-8-709828/0911

+1 Zustand darstellte. Wenn die Signalspannung am Ausgang der Integrier- und Rücksetzstufe 24 negativ und kleiner als eine eingestellte Schwellspannung war, erzeugte die Abtastschaltung ein Ausgangssignal, das einen -1 Zustand darstellte.

Eine typische Ausgangssignalform der Integrier- und Rücksetzstufe 24 zeigt Figur 3 für die drei Impulse der Figur Alle drei Impulse haben im wesentlichen die gleiche komplizierte Einhüllende, wohingegen sich die Phasenlage fies Trägersignals jedes Impulses ändern kann. Für den ersten Impuls der Figur 2 gibt es kaum eine Zeichenbeeinflussung, obwohl sich die hintere Impulsflanke, verursacht durch Mehrwegeverzerrungen, über die vorgegebene Impulsdauer hinaus erstrecken kann. Der Wert der Ausgangsspannung der Integrier- und Rücksetzßtufe 24 steigt monoton vom Beginn der Impulslänge an und überschreitet die Schwellspannung +V„, vor dem Ende der Impulsdauer. Abtast- und Entscheiderschaltung 30 bestimmen, daß der Impuls einen Zustand darstellt, der einem Digitalausgang +1 entspricht.

Beim zweiten Impuls der Figur 2 überlappt die hintere Flanke des ersten Impulses den Anfangsbereich des zweiten Impulses. Wegen der Kombination der Phasenlagen, der sich überdeckenden Impulse, und dem,Punkt, an dem die Überlappung beginnt, wird der überlagerte Teil des ersten Impulses den Ausgang der Integrier- und Rücksetzstufe 24 negativ überschwingen lassen, obwohl durch die Phasenlage des zweiten Impulses ein Digitalzustand +1 gegeben ist. Dies ist für den Ausgang von Integrier- und Rücksetzstufe 24 während der Zeitdauer des zweiten Impulses durch die dünnere der beiden Linien ohne Ausgleich der Impulsbeeinflussung dargestellt.

-9-709828/0911

Obwohl die Überlappung des ersten und zweiten Impulses verschwindet, bevor der zweite ImOuls am Ausgang der Inteprier- und Rücksetzstufe 24 abgetastet wird, erreicht die inisprierte Ausgangsspannung nie mehr die Schwellspannung +V^, , wodurch ein Fehler entsteht, weil keine Entscheidung erreicht wird. Während der dritten Impulsdauer hat der Impuls eine Phasenlage, die eine digitale -1 repräsentiert, so daß der Beitrag vom überdeckenden Teil des zweiten Impulses die Spannung am Ausgang der Integrier- und Rücksetzstufe 24 stärker abfallen läßt, als eigentlich erforderlich wäre. Es entsteht kein Fehler, aber einige Schaltungen können wegen der größeren Spannungsamplitude in die Sättigung getrieben werden. Um die gegenseitige Zeichenbeeinflussuhg zu kompensieren, wird die Schaltung 10 zwischen dem Ausgang der Integrier- und Rücksetzstufe 24 und dem Eingang der Abtast- und Entscheiderstufe 30 eingefügt. Unerwünschte Änderungen des Ausgangssignals der Integrier- und Rücksetzstufe 24 werden dadurch kompensiert. In der Ausführung der Erfindung nach Figur 1 wird das Ausgangssignal des Summierers 28, während der späteren Zeiten jeder Impulsdauer, kontinuierlich von Abtast- und Entscheiderstufe 30 abgetastet. Es wird am Ausgang des Summierers 32 ein Fehlersignal gebildet, proportional der Differenz zwischen digitalem +1 oder -1 Ausgang der Abtast- und Entscheiderstufe 30 und dem Eingangssignal dieser Schaltung, welches wiederum die Summe eines Korrektursignals und dem Ausgangssignal der Integrier- und Rücksetzstufe ist. Alle Analogsignale innerhalb des Systems sind in etwa normiert auf das Intervall der Spannungspegel, die die digitalen Zustände +1 und -1 darstellen.

-10-

709828/0911

Dies wird erreicht durch eine selbsttätige Verstärkungsregelung der Signale vor dem ZF-Filter. Ohne Zeichenbeeinflussung hat das Fehlersignal am Ausgang des Summierers 32 den Mittelwert O, weil die Ausgangsspannung von Integrier- und Rücksetzstufe 24 ungefähr den gleichen Spannungppegel hat wie das +1 oder -1 Signal. Wenn jedoch Zeichenbeeinflussung vorliegt, nimmt das Fehlersignal einen von Null verschiedenen Wert an.

Die Bit-Entscheidung des vorhergehenden Impulses wird durch eine digitale Speichereinrichtung im Hinblick auf das Schieberegisterverzögerungsglied 40 gespeichert. Dieses Verzögerungsglied 40 kann aus einem oder mehreren Flip-Flops bestehen. Eine Korrelation zwischen Fehlersignal und der vorherigen Bit-Entscheidung wird erreicht durch Multiplikation des Fehlersignals mit dem vorigen Bit am Ausgang des Schieberegisterverzögerungsgliedes 40. Das entstehende Produkt oder die Korrelationsfunktion wird durch ein Tiefpaßfilter 36 gefiltert oder gemittelt, um so einen Schätzwert des Fehlers infolge von Zeichenbeeinflussung zu erhalten.

Der Ausgang des Tiefpaßfilters 36 wird multipliziert mit dem Ausgang des Schieberegisterverzögerungsgliedes 40, wodurch das Korrektursignal entsteht, welches auf den Summierer 28 zurückgekoppelt wird. Diese letzte Multiplikation ist notwendig, um die richtige Polarität e'er KorrektUrspannung zu erhalten, wobei der Ausgang des Tiefpaßfilters 36 entweder mit +1 oder -1 multipliziert wird. Der Ausgang des Summierers 28 wird fortwährend abgetastet und weiterhin Fehler- und Korrektursignal erzeugt, bis das Fehlersignal mit der vorherigen Bit-Entscheidung tatsächlich unkorreliert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird eine entgültige Entscheidung

709828/0911

-11-

für den richtigen Wert des digitalen Ausgangssignals Abtast- und Entscheiderstufe 30 getroffen. Ein Impuls der Sychronisierschaltung 26 setzt die Integrier- und Rücksetzstufe 24 am Ende der Impulsdauer auf Null zurück, so daß das System den nächsten empfangenen Impuls verarbeiten kann.

Die Wirkung der Schaltung 10 zur Korrektur der Zeichenbeeinflussung ist in den Figuren 2 und 3 schematisch gezeigt. Ohne die Korrektur der Zeichenbeeinflussung durch Schaltung 10 würde das Ausgangssignal rter Integrier- und Rücksetzstufe 24 so erscheinen, wie durch die dünneren Linien während der zweiten und dritten Impulsdauer angedeutet. Das Korrektursignal, das mit Hilfe der Schaltung 10 erzeugt wird, kann näherungsweise durch die Fläche am Ende der ersten Impulsdauer dargestellt werden - in Figur 2 schraffiert gezeichnet. Je größer die Überlappung der beiden Impulse, desto größer wird die schraffierte Fläche. Die ausgezogenen Kurven, während der zweiten und dritten Impulsperiode, stellen die Ausgangsspannung des Summierers 28 dar, wenn das Korrektursignal zum Ausgangssignal der Integrier- und Rücksetzstufe 24 addiert wird. Die Anwendung des Korrektursignals bewirkt, daß die Amplitude des abgetasteten Ausgangssignals während der zweiten Impulsdauer +V-, übersteigt, so daß kein Fehler am Ausgang der Schaltung auftritt. Während der Dauer des dritten Impulses hält das Korrektursignal die Ausgangsspannung des Summierers 28 innerhalb erwarteter Grenzen, obwohl kein Fehler aufgetreten wäre. Ein Vorteil i8t jedoch, daß die Amplitude des Summiererausgangssignals innerhalb erwarteter Grenzen gehalten wird, so daß dadurch Sättigungseffekte im Eingang der Abtast- und Entscheiderstufe 30 sowie am Ausgang der Summiererschaltung 28 vermieden werden.

709828/0911

-12-

In Figur 4 wird eine Anwendung der Erfindung für ern 4-Phasen-PSK-System gezeigt. Ein Blockschaltbild eines größeren Teile des Empfängers ohne Schaltung zur Kompensation von Zeichenbeeinflussung wird in Figur 4 des zitierten Patents dargestellt. Das hier in Figur 4 gezeigte System soll aus Gründen der klareren Darstellung nur einen Teil des, in Figur 4 des zitierten Patents abgebildeten, Empfängersystems darstellen. In einem arbeitsfähigen System müssen die verbleibenden Teile, des in Figur 4 des zitierten Patents gezeigten Systems, in jedem der beiden Quadraturkanäle bereitgestellt werden. Wie in der oben beschriebenen Ausführung der Erfindung mu'» eine Schaltung 41 zur Korrektur der Zeichenbeeinflussung zwischen den Ausgang der Integrier- und Rücksetzstufe 42 und dem Eingang der Abtast- und Entscheiderstufe 60 eingefügt werden. Wie oben wird am Ausgang des Summierers 56 ein Fehlersignal erzeugt, das die Differenz darstellt zwischen dem Ausgangssignal der Abtast- und Entscheiderstufe - also eine digitale +1 oder -1 - und dem Ausgang des Summierers 44. Dessen Eingangssummanden sind das Ausgangssignal der Integrier- und Rücksetzstufe 42 und das Korrektursignal. Die Verzögerung durch Schieberegister 58 funktioniert wie in der oben beschriebenen Ausführung - sie speichert den digitalen Ausgangswert des vorher bearbeiteten Datenbits. Das Fehlersignal wird mit dem vorherigen Bit durch den Multiplizierer 52 korreliert, durch das Tiefpaßfilter 51 gemittelt und auf die richtige Polarität gebracht durch die Multiplikation des gemittelten Ausgangs des Tiefpasses 51 mit der vorherigen Bit-Entscheidung am Ausgang des Schieberegisterverzögerungsgliedes 58. Aus der Ausgangsgröße des Multiplizieren 50 wird dann das Korrektursignal ebenso gebildet, wie

709828/0911

-13-

in der oben beschriebenen Ausführung. Wegen des Qua^raturkanals muß eine Korrektur oder Kompensation für Zeichenbeeinflussung durch Impulse oder Datenbits im ^uadraturkanal erfolgen. Eine identische Schaltung zur Kompensation von Zeichenbeeinflussung wird zwischen Integrator und Abtastschaltung des Quadraturkanal3 eingefügt. Der Ausgang des Schieberegisterverzögerungsgliedes des Quadraturkanals wird auf je einen Eingang der Multiplizierer 54 und 48 gekoppelt. Das Fehlersignal des Summierers 56 wird an den zweiten Eingang des Multiplizierers 54 geführt. Das Tiefpaßfilter 55 - identisch Tiefpaß 51 - wird zwischen dem Ausgang des Multiplizierers 54 und dem zweiten Eingang des Multiplizierers 48 eingefügt. Auf diese Weise wird eine zweite Komponente des Korrektursignals am Ausgang des Multiplizierers 48 erzeugt. Sie ist identisch mit der Erzeugung der Komponente am Ausgang des Multiplizierers 50, wobei aber der Ausgang des Verzögerungsglieds des Quadraturkanals als das Signal benutzt wird, mit dem das Fehlersignal korreliert wird. Die beiden Komponenten des Korrektursignals werden durch den Summierer 46 addiert und ergeben somit das auf den Summierer 44 gekoppelte Korrektursignal. Allgemein gilt für Systeme, die mehr als zwei mögliche Phasenzustände, Quadraturkanäle oder festgelegtePhasenbeziehungen der Kanäle besitzen, daß es eine Komponente des Korrektursignals in federn Kanal geben muß, die auf Zeichenbeeinflussung durch Impulse der anderen Kanäle reagiert.

Die Erfindung kann auch verwendet werden, um Beeinflussungen von mehr als einem vorhergehenden Impuls zu eliminieren. Dazu korreliert man das Fehlersignal mit den gespeicherten digitalen Bit-Entscheidungen von so vielen

709828/0911

270U354

vorherigen Impulsen, wie es für die Eliminierung der Zeichenbeeinflussung wünschenswert erscheint. Wenn die Auslöschung der Beeinflussung von zwei unmittelbar vorhergehenden Impulsen wünschenswert wäre, dann müßte ein zweites Schieberegisterverzögerungsglied eingebaut werden, das die digitale Bitinformation des vorletzten Impulses speichert. Dies kann durch Verzögerung des Ausgangssignals des bereits vorhandenen Verzögerungsgliedes um eine Bitdauer durch Hinzufügen eines zweiten Verzögerungsgliedes erreicht werden. Das Fehlersignal wird dann multipliziert mit dem Ausgang des zweiten Schieberegisters, dem durch einen Tiefpaß gefilterten Ausgang des ersten Multiplizierers und dem gemittelten Ausgang des Tiefpaßfilters, dessen Polarität durch Multiplikation mit dem gleichen Bitentscheiderausgang korrigiert wurde. Das Fehlerkorrektursignal wird gebildet,durch Summation des Ausgangs dee zweiten Multiplizierers, der mit dem Schieberegister verbunden ist, das die Bitentscheidung des vorletzten Bits npeichf»rt und dem Ausgang des zweiten Multiplizierern, 'irr mit ilnin MnhtHl·«!'«/', I n I- ·· t - VfiMiuudmi liil;, (Ihm ilin M t,«u»l.nrhr1-liMg don l.ntptton TVt t π npoiohert. Dien Int. ninr rrwM l;r>.rungn P?i >i 1 ro Struktur zur Auolönnhung drr Zolohrrihnolnn.niiiiiin/r von nn vielen vorherigen Impulsen als gewünscht werden und anhand der exakten Gegebenheiten des Nachrichtenkanals, für den das System benutzt wird, auch schnell beurteilt werden können.

- ι

709828/0911

Claims

Patentansprüche

Empfänger für Nachrichtenübertragmissysteme, dadurch gekennzeichnet, daß er eine selbsttätige differenzielle Einstellhorkeit bezüglich Mehrwegeverzerrung der Empfangssignale besitzt und eineKompensationseinrichtung zur Kompensation von gegenseitiger Zeichenbeeinflussung enthält.

2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'He Kompensationseinricht\mg eine Schaltung zur Bestimmung ties Vorhandenseins einer gegenseitigen Zeichenbeeinflussung sowie eine Korrekturschaltung enthält, mittels welcher in Abhängigkeit von Ausgang der erstgenannten Schaltung informationshaltige Empfangs· signale korrigierbar sind.

3. Empfänger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dnl> die Schaltung zur Bestimmung des Vorhandenseins einer gegenseitigen Zeichenbeeinflussung ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einet Überlappung zwischen benachbarten Zeichensignalen erzeugt.

k. Empfänger nach Anspruch Π, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur De st immun«; des Vorhandenseins einer gegenseitigen Zeichenbeeinflussung eine Vergleicherschaltung enthält, in welcher der Wert einer augenblicklich anstehenden Bitentscheidung mit dem Wert des Integrales des empfangenen Signales verglichen wird.

5· Empfänger nach Anspruch ^li, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturschaltung in Abhängigkeit von den Ausgangssignalen der Vergleicherschaltung betrieben wird.

6. Empfänger nach Anspruch 'έ oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Bestimmung des Vorhandenseine einer gegenseitigen Zeichenbeeinflussung eine Integrationsvorichtung zur Erzeugung eines Signales entsprechend dem Integral demodulierter Empfangssignale, welche eine Reihe von Impulsen umfassen, die jeweils einen diskreten Digitalzustand repräsentieren sowie eine

-16-

709828/0911

ORIGINAL INSTECTfO

Fehlersignalerzeugungseinrichtung enthält, welche einerseits das genannte Signal der Integrationsvorichtung und andererseits das J Ausgangssignal einer Signalerzeugungseinrichtung aufnimmt, welche jeweils ein Ausgangssignal entsprechend dem jeweiligen diskreten Digitalzustand der limpf angssignale abgibt, und aus diesen Signalen ein Fehlersignal bildet, welches den Unterschied zwischen dem Ausgangssignal der Signalerzeugungseinrichtung und dem das Integral darstellenden Signal angibt und daß eine von dem Feh lersignal gespeiste Korrektursignalerzeugungsschaltung vorgesehe ist.

7· Empfänger nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die genannten Ausgangssignale erzeugenden Signalerzeugungseinrichtung als Eingangssignal die Summe des Korrektursisnales der Korrektursignalerzeugungsschaltung und des Ausgangssignales der Integrationsvorrichtung zuführbar ist.

8. Empfänger nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugungseinrichtung zur Erzeugung der genannten Ausgangssignale eine Tasteinrichtung zur Erzeugung einer oder nelirer Tastungen des Ausgangssignales der Integrationsvorrichtung sowie Speichermittel enthält, in welchen die genannten Tastungen über eine vorbestimmte Zeitdauer speicherbar sind.

9i Empfänger nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektursignalerzeugungschaltung einen Speiche zur Speicherung der Ausgangssignale der Signalerzeugungseinrichtung entsprechend den vorausgehenden Impulsen, ferner eine Multiplikationseinrichtung zur Multiplikation des Fehlersignales der Fehlersignalerzeugungseinrichtung mit dem im genannten Speicher abgespeicherten Ausgangssignal, weiter eine Hittelwertbildungseinrichtung zur Mittelwertbildung der durch die Multiplikationseinrichtung erzeugten Produkte sowie eine weitere Multiplikation« einrichtung enthält, in welcher das Mittelwertaignal der Mittelwertbildungseinrichtung mit dem genannten Ausgangssignal multipliziert wird.

-17-

709828/0911

10. Empfänger nach Anspruch 9, dadurch (rekennzeichnet, daß das Korrektursignal in Abhängigkeit von einer Überlappung benachbarter Impulse des demodulierten Empfangssignales erzeugt wird.

11. Empfänger insbesondere nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet« daß er eine Dezugssignalerzeugungsschalturg >-,ur Ableitung eines Dezugssignales enthält, welches im wesentlichen dieselhe . Umhüllende wie empfangene und mit Mehrwegverzerrung behaftete PSK-Impuls signale aufweist und welches eine Phasenlage unabhängig von Änderungen der Phase in den Enpfangssignalen besitzt, daß ferner eine Detektorschaltung mit einer Vergleicberstufe vorgesehen ist, in welcher der Phasenr.ustand der empfangenen PSK-Impulssignale mit dem Phaseuzustand des Bezugssignnls Verglichen wird, wobei das Vergleichsergebnis der bzw.

einer Integrationsvorrichtung zugeführt wird, deren Aiisgan.rssignal wiederum in einer Summationseinrichtung mit dem bzw. · einem Korrektursignal summiert wird, daß weiter das Ausgangssignal der Summationseinrichtung mittels der bzw. einer Tasteinrichtung getastet wird, derart, daß vom Ausgang der ' . "... .bzw· einer die Tasteinrichtung enthaltenden Signalerzeugungsschaltung Ausgangssignale entsprechend dem getasteten Signal der Summationseinrichtung abnehmbar sind, welche dem jeweiligen Phasenzustand der Empfangssignalimpulse entsprechen, daß fernerhin die bsw. eine Fehlersignalerzeugungseinrichtung ein Signal entsprechend dem Unterschied zwischen dein Ausgangssignal der Summationseinrichtung und dem vorstehend genannten Ausgangesignal der Signalerzeugungseinrichtung abgibt, daß weiterhin mittels des bzw. eines Speichers ein Signal entsprechend dem Phasenzustand des unmittelbar vorausgehend empfangenen Signalinpulses speicherbar ist, daß des fernerer die bzw. eine Multiplikationseinrichtung das Ausgangssignal der Fehlersignalerzeugungseinrichtung mit den in Speicher abgespeicherten Signal mulitpliziert, daß die bzw.' eine Mittelwertbildungseinrichtung ein Signal entsprechend dem Mittelwert des Signales der Fehlersignalerzeugungseinrichtung über mindestens einen Teil einer Impulsperiode darbietet und das schließlich die b.zw. eine weitere Multiplikationsein-

709828/0911

ORIGINAL INSPECTED

richtung das Ausgangssignal der Mittelwertbildungseinrichtimj» mit dem im Speicher abgespeicherten Signal multipliziert, wobei das Korrektursignal als das von der weiteren Multiplikationseinrichtung gegebene Multiplikationsergebnis erzeugt wird.

12. Empfänger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dnl.'· das Korrektursignal in Abhängigkeit von einer Überlappung" zwischen benachbarten Impulsen erzeugt wir'd.

13· Empfänger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß («rosse und Vorzeichen des Korrektursignales von der Überlappung zwischen benachbarten Empfangssignalimpulsen abhängig ist.

l'l. Empfänger nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dnl'. die genannte Tasteinrichtung die von der Summationseinrichtun«: gebildeten Summensignale in vorbestimmten Zeitintervallen während einer Impulsverarbeitungszeit jeweils mehrmals tastet, bis dns Korrektursignal im wesentlichen zu Null geworden ist.

15· Empfänger nach Anspruch l'i, dadurch gekennzeichnet, daii der l'hasenzustand der Empfangssignale zwei vorbestiinmte Werte annehmen kann.

l6. Empfänger nach Anspruch lk, dadurch gekennzeichnet, el nil dor l'hasenzustand der Empfangssignale vier oder mehr vorbestimmten Werte annehmen kann·

17· Empfänger, insbesondere nach einem der Ansprüche 11 biρ l6, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Mehrzahl von Kanälen I'SK-Signale empfangen werden, welche eine Mehrwegeverzerrung erlitten haben, daß für jet'on einzelnen Kanal jeweils ein ■ llesnjssignal gebildet wird, das im wesentlichen dieselbe komplexe Umhüllende wie die in dem betreffenden Kanal empfangenen Signale aufweist, daß ferner in jedem Kanal mittels der bzw', einer Vergleicherstufe die empfangenen Signale des betrefi'ei'ficn Kanals mit dem diesem Kanal zugeordneten Bezugssignal verglichen

-19-

709828/0911

ORIGINAL

werden, daß weiter in jedem Kanal vom Ausgang der bzw.

einer Signalerzeugungssclialtung als Vergleichsergebnis eJ η j deinoduliertes Signal abnehmbar ist, daß fernerhin in jedem i.anrl. ! mittels der bzw. einer Jntegrationsvorrichtunrr (las ι

Integral des demodulierten Signales für jeden Kanal errcujtlmr ist daß weiterhin die bzw. > eine Tasteinrichtung in jeden

Kanal jeweils den Ausgang der Integrationsvorrichtung tastet, dal Mittel zur Erzeugung eines Ausgangssignales in jedem Kanal entsprechend dem getasteten Signal des betreffenden Kanals vorgesehen sind, wobei das Ausgangssignal den jeweiligen Fhasenzustnnd eines Empfangsignnlimpulses in dem betreffenden Kanal wiedergibt und das die . bzw. . eine Korrektursignalerzeugungsschal- tung in jedem Kanal ein Korrektursignal erzeugt, welches dem Grad der Überlappung zwischen benachbarten Signalen innerhalb · des betreffenden Kanals und auch zwischen Signaleu in diesen Kanal und anderen Kanälen der genannten Mehrzahl von Kanülen ent-f spricht.

l8· Empfänger nach Anspruch 17» dadixrch gekennzeichnet, daß die Korrektursignalerzeugungsschaltung Mittel zur Erzeugung eines Fehlersignals in jedem Kanal als Unterschied zwischen dem genannten Ausgangssignal und dem Ausgangssignal der Integrationsvorrichtung, ferner für jeden Kanal vorgesehene Speicher zum Einspeichern des Wertes des genannten Ausgangsignales auf Grund dos dem gegenwärtig in diesem Kanal verarbeiteten Impuls unmittelbar vorausgegangenen Impulses, weiter eine erste, in jedem Kanal vor gesehene Multiplikationseinrichtung zur Multiplikation des Feh- lersignales mit dem im Speicher befindlichen Wert für jeden Kanal, weiter jeweils eine Mittelwertbildungseinrichtung zur Er zeugung des jeweiligen Mittelwertes des Ausgangsignales der so eben genannten Multiplikationseinrichtung für jeden Kanal, weiterhin eine zweite Multiplikationseinrichtung zur Multiplikation der Ausgangssignale der Mittelwertbildungseinrichtung mit dem im Speicher des betreffenden Kanals abgespeicherten Wert jeweils in jedem Kanal und schließlich eine Sunimationseinrichtung mithält, in welcher für jeden der genannten Kanäle die Sui.» 10 der Iro- dukte der von der zweitgenannten Multiplikationseinrichtung in jedem Kanal gebildeten Produkte gebildet wird, wobei das Korrek-

-20- ;

709828/0911

ORIGINAL INSPECTED

tursignal für jeden Kanal das Ausgangssignal der Summations^:! nrichtung darstellt.

-21-

709828/0911