DE3012400A1

DE3012400A1 - Verfahren zur ueberwachung der bitfehlerrate

Info

Publication number: DE3012400A1
Application number: DE19803012400
Authority: DE
Inventors: Egon Ing.(Grad.) 7150 Backnang Douverne
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Bosch Telecom GmbH
Priority date: 1980-03-29
Filing date: 1980-03-29
Publication date: 1981-10-15
Also published as: GB2072997B; DE3012400C2; FR2479614A1; US4367550A; CA1152598A; ATA144281A; FI810943L; AT381196B; FR2479614B1; GB2072997A

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH NE2-BK/Mo/jo

Theodor-Stern-Kai 1 BK 80/22

D-6000 Frankfurt 70

Verfahren zur überwachung der Bitfehlerrate

In Geräten zum Empfang digitaler Nachrichtensignale werden Einrichtungen benötigt, welche die während des Betriebes auftretende Bitfehlerrate ständig überwachen. Solche Einrichtungen können dazu dienen, einen Alarm auszulösen oder auf einen Reservekanal umzuschalten, wenn die Bitfehlerrate einen vorgegebenen Wert überschreitet.

Zur überwachung der Bitfehlerrate ist ein Verfahren bekannt geworden, das Pseudo-Fehlerratenmessung genannt wird und im CCIR-Report 613-1 Doc. 9/1069-E, 16. Jan. 78, beschrieben wird. Bei diesem Verfahren wird das empfangene und mit Störsignalen überlagerte Digitalsignal zweifach regeneriert: einmal auf optimale Weise für den Hauptsignalweg und parallel dazu in einem Nebensignalweg auf eine Weise, die zu einer absichtlichen Erhöhung der Bitfehlerrate führt. Es werden die durch unterschiedliche Regenerierung gewonnenen Zeichenfolgen miteinander verglichen, dabei stellt die Anzahl der nicht übereinstimmenden Zeichen innerhalb eines größeren

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Zeitintervalls ein Maß für die Bitfehlerrate im Hauptsignalweg dar.

Die beabsichtigte Erhöhung der Bitfehlerrate im Mebensignalweg läßt sich durch Modifizierung der Entscheidungsbereiche des Regenerators herbeiführen; zu diesem Zweck können entweder die Schwellen des Entscheiders oder der Abtastzeitpunkt gegenüber dem Optimalfall verschoben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die überwachung der Bitfehlerrate nach der Pseudo-Fehlerratenmessung anzugeben, das mit einer Verschiebung des Abtastzeitpunktes des Regenerators im Webensignalweg arbeitet, eine gute Meßgenauigkeit gewährleistet und mit geringem Aufwand realisiert werden kann.

Die Aufgabe wird gelöst, wie im Anspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen an.

Das Prinzip der Pseudo-Fehlerratenmessung und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung wird anhand de>° Abbildungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein idealisiertes binäres Empfangssignal, wie es sich auf dem Bildschirm eines Oszilloskopes darstellt, wenn beispielsweise die Zeichen einer Zufallsfolge fortlaufend übereinander geschrieben werden. Eine solche Darstellung wird allgemein als "Augendiagramm" bezeichnet. Im praktischen Betriebsfall ist das empfangene Signal durch überlagerte Störspannungen und Verzerrungen verfälscht, so daß bei der folgenden Regenerierung gelegentlich Zeichen falsch erkannt und falsch reproduziert werden. Die kleinste Bitfeh-

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lerrate ergibt sich, wenn die Zeichen jeweils im Zeitpunkt der größten Augenöffnung (Punkt A in Figur 3) abgetastet werden. Diese Abtastung eignet sich daher für den Hauptsignalweg. Kleine Abweichungen des Abtastzeitpunktes haben keinen nennenswerten Einfluß auf die Bitfehlerrate, da die Signalspannung in der Umgebung von A vergleichsweise flach verläuft.

Für die Abtastung im Nebensignalweg eignen sich die Zeitpunkte B oder C, die gegenüber der optimalen Abtastung so weit versetzt sind, daß eine merkliche Erhöhung der Bitfehlerrate eintritt. Diese Abtastung ist jedoch sehr empfindlich gegen Abweichungen des Abtastzeitpunktes von der vorgesehenen Lage, da die Signalspannung in der Umgebung von B bzw. C einen verhältnismäßig steilen Verlauf aufweist.

In Figur 2 ist die Abhängigkeit der Bitfehlerraten von der Verschiebung des Abtastzeitpunktes gegenüber B (Kurve 1) bzw. C (Kurve 2) qualitativ dargestellt. Diese Abhängigkeit kann dazu führen, daß die Meßgenauigkeit des Verfahrens in unzulässigem Maße beeinträchtigt wird. Das Meßergebnis wird dabei nicht nur durch die unvermeidlichen Toleranzen des Abtastzeitpunktes beeinflußt, sondern auch durch den Zeichenjitter und durch Zeichenverzerrungen.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die gegenläufige Tendenz der Kurven 1 und 2 in Figur zur Steigerung der Meßgenauigkeit zu nutzen. Zu diesem Zweck wird jedes Zeichen im Nebensignalweg zweimal abgetastet, einmal um einen Bruchteil der halben Zeichenbreite vor dem optimalen Zeitpunkt (entsprechend Punkt B in Figur 2) und einmal um annähernd den gleichen Bruchteil der halben Zeichen-

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breite nach dem optimalen Zeitpunkt (entsprechend Punkt C in Figur 3), wobei die beiden Abtastungen durch geeignete Schaltungsmaßnahmen zeitlich starr miteinander verkoppelt sein sollen, so daß sich Toleranzen auf beide Abtastzeitpunkte gleichermaßen auswirken. Werden nun die Ergebnisse beider Abtastungen im Nebensignalweg für die weitere Auswertung verwendet, so ist die Summe der Bitfehlerraten maßgebend, die in Figur 2 als Kurve 3 dargestellt ist und eine wesentlich geringere Abhängigkeit von Verschiebungen des Abtastzeitpunktes aufweist als die Kurven 1 und 2 in Figur 2. Auch die Abhängigkeit der Meßgenauigkeit vom Zeichenjitter und von - bezogen auf die Zeichenmitte - unsymmetrischen Zeichenverzerrungen wird durch die Doppelabtastung vermindert.

Eine mögliche Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 3 wiedergegeben.

Das binäre Empfangssignal gelangt über den Eingang 1 zu dem Entscheider 2, der die mehr oder weniger deformierten Zeichen in Rechtecksignale umwandelt. Die vom Ausgang Q des Entscheiders 2 abgegebenen Zeichen werden durch das Flip-Flop 3 im optimalen Zeitpunkt abgetastet und anschiiessend dem Ausgang 4 zugeleitet. Die bisher beschriebenen Details bilden den Hauptsignalweg der Schaltung.

Im Nebensignalweg wird jedes vom Ausgang Q des Entscheiders 3 abgegebene Zeichen durch das Flip-Flop 8 zweimal abgetastet; einmal annähernd 1/4 Zeichenbreite vor und einmal annähernd 1/4 Zeichenbreite nach dem optimalen Zeitpunkt. Die Ergebnisse dieser Abtastung werden im Flip-Flop 9 von jeweils 1/4 Zeichenbreite verzögert und in der Antivalenzschaltung 10 mit dem jeweiligen Ausgangssignal an ~Q des

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Flip-Flops 3 verglichen. Jede Nichtübereinstimmung bewirkt einen Impuls am Ausgang der Antivalenzschaltung 10, der der Auswertung 11 zur weiteren Verarbeitung zugeführt wird.

Die zur Ansteuerung der Flip-Flops 3, 8 und 9 benötigten Impulsflanken werden von dem Generator 5 abgeleitet. Der Generator erzeugt die vierfache Taktfrequenz, die in einem ersten Frequenzteiler 6 halbiert und in einem zweiten Frequenzteiler 7 nochmals halbiert wird. Der Generator 5 wird durch eine hier nicht dargestellte Anordnung bekannter Art mit dem empfangenen Zeichenstrom synchronisiert und zwar derart, daß die positiven Flanken der vom Ausgang Q des Frequenzteilers 7 abgegebenen und für die Abtastung im Hauptsignalweg verwendeten Taktimpulse jeweils in der Mitte der empfangenen Zeichen liegen. Für die Abtastung der Zeichen im Nebensignalweg steht am Ausgang Q des Frequenzteilers 6 die doppelte Taktfrequenz zur Verfügung, deren positive Flanken jeweils um 1/4 Zeichenbreite gegenüber den positiven Flanken der einfachen Taktfrequenz am Ausgang Q des Frequenzteilers 7 versetzt sind.

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Claims

Licentia Patent«-Verwältungs-Gmb H NE2-BK/Mo/jo

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Patentansprüche

Verfahren zur überwachung der Ritfehlerrate von Digitalsignalen nach der Pseudo-Fehlerratenmethode mit einer optimalen Regenerierung der Zeichen im Hauptsignalweg und einer nicht optimalen Regenerierung der Zeichen im Nebensignalweg, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Zeichen im Nebensignalweg zweimal abgetastet wird, einmal um einen Bruchteil der halben Zeichenbreite vor der Zeichenmitte und einmal um den gleichen Bruchteil der halben Zeichenbreite nach der Zeichenmitte, wobei die beiden Abtast-Zeitpunkte zeitlich starr miteinander verkoppelt sind und daß jedes Ergebnis der beiden Abtastungen eines Zeichens im Nebensignalweg mit dem Ergebnis der Abtastung des gleichen Zeichens im Hauptsignalweg verglichen wird und die Anzahl der in einem größeren Zeitintervall auftretenden Nichtübereinstimmungen als Maß für die Bitfehlerrate im Hauptsignalweg verwendet wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Abtastung der Zeichen im Hauptsignalweg und im Nebensignalweg benötigten Impulsflanken über Frequenzteiler von einem Generator abgeleitet werden, der ein geradzahliges Vielfaches der Taktfrequenz erzeugt.

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