DE19651993A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Synchronisation eines Kommunikationsempfängers - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Synchronisation eines Kommunikationsempfängers und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Trägersyn­ chronisation eines Kommunikationsempfängers mit dem empfangenen Signal unter Verwendung von getakteten Datenanfängen.

Informationen werden in zunehmendem Maße in synchronisierten digitalen Formaten übertragen. Bei den meisten Anwendungen wird ein Datenstrom auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert, wobei dieses modulierte Trägersignal über einen Kommunikationskanal übertragen wird. Die meisten der derzeit verwendeten Modulationsverfahren verwenden die Phaseninformationen der Trägerfrequenz (kohärente Modulation).

Das Verfahren zur Demodulation eines phasenmodulierten Sig­ nals umfaßt den Schritt, dem Demodulator zusammen mit dem phasen­ modulierten Signal einen Träger mit der korrekten Frequenz- und Phasenbeziehung zuzuführen. Um das modulierte Signal in dem Empfänger korrekt zu demodulieren, haben die meisten Empfänger sowohl einen Trägersynchronisator als auch einen Taktsynchroni­ sator. Häufig werden in den Synchronisatoren Phasenregelkreise (PPL-Kreise) verwendet.

Es sind verschiedene Typen von Trägersynchronisator-Schalt­ kreisen bekannt. Drei Typen dieser Trägersynchronisatoren, die normalerweise zusammen mit einer binären Phasenmodulation (BPSK binary phase shift keying) verwendet werden, enthalten einen quadrierenden Regelkreis (squaring loop), eine Costa-Schleife (Costas Loop) oder einen Remodulator (der manchmal als inverser Modulator, Rückwärts-Modulator oder Unmodulator bezeichnet wird). Um korrekt arbeiten zu können, brauchen diese Synchronisatoren normalerweise ein Empfangssignal mit einem relativ hohen Signal- Geräusch-Abstand. Modifizierte Ausführungen dieser drei Basis- Typen von Synchronisatoren, die bei Kommunikationssystemen benutzt werden, verwenden andere Mehrphasenmodulations-Formate.

Bei einem digitalen Empfänger bzw. einem Modem (das digitale Daten über eine Trägerfrequenz empfängt) muß eine Synchronisation mit der Sende-Einrichtung erreicht werden, bevor die Benutzer­ daten von der Sende-Einrichtung zum Empfänger übertragen werden. Bei den meisten Kommunikationssystemen wird zu Beginn einer Datenübertragung ein bekanntes "Daten-Paket" (ein bekanntes Datenmuster) zur Verfügung gestellt, damit bei dem Empfänger die Synchronisation erreicht werden kann. Dieses Daten-Paket wird als Datenanfang (Preamble) bezeichnet. Bei einigen Kommunikations­ systemen dient ein Gleichwellenträger (CW-Träger) als ein Daten­ anfang, der übertragen wird, damit der Empfänger bzw. das Modem unabhängig von der Datendemodulation die Frequenz- und Phasen­ parameterschätzwerte bestimmen kann. Dadurch wird die Anzahl von simultanen Variablen vermindert, die von dem Empfänger gleich­ zeitig bestimmt werden müssen. Jedoch sind die CW-Abschnitte bei einigen Datenanfängen sehr kurz, wie beispielsweise bei dem Standard-Datenanfang des MIL-STD-188-183.

Wenn der Empfänger eines bestimmten Kommunikationssystems das digitale Daten-Paket (Preamble) kennt, hat der Empfänger eine Vorinformation über das eingehende Empfangssignal und kann diese Information verwenden, um die erforderlichen Synchronisations- Schätzungen durchzuführen. Durch Verwendung von Datenanfängen ist es möglich, den Empfänger mit einem Empfangssignal zu synchro­ nisieren, das einen relativ kleinen Signal-Geräusch-Abstand hat. Daher werden bei Kommunikationssystemen im allgemeinen Signal­ formen verwendet, die Datenanfänge haben, weil dadurch eine Synchronisation des Empfängers mit empfangenen Signalen möglich ist, die einen relativ kleinen Signal-Geräusch-Abstand haben. Ein Matched-Filter-Empfänger ist ein Typ eines Synchronisators, der zur Synchronisation Datenanfangsinformationen eines empfangenen Signals verwendet.

Da die Datenanfangsdaten über den Kommunikationskanal zu dem Empfänger übertragen werden, kommt es zu einer Verzögerung bzw. Zeitverschiebung des Datenanfangs. Die durch den Kommunikations­ kanal verursachte Verzögerung bzw. Zeitverschiebung wird als die zeitliche Unbestimmtheit (timing ambiguity) bezeichnet. Folglich kann das empfangene Datenmuster des Datenanfangs zeitlich ver­ schoben sein. Bei Matched-Filter-Schaltkreisen muß die zeitliche Unbestimmtheit auf weniger als eine halbe Symbolperiode vermin­ dert werden, damit der Empfänger bei einem sehr kleinen Signal- Geräusch-Abstand arbeiten kann. Wenn die zeitliche Unbestimmtheit größer ist als eine halbe Symbolperiode, verschlechtert sich die Synchronisation infolge eines großen Interferenztons (beatnote), der vom Phasendetektor des Empfänger ausgegeben wird.

Abhängig von der Länge des Datenmusters des Datenanfangs vor dessen Wiederholung kann dem Empfänger das Datenmuster als ein Muster einer Anzahl von Sequenzen erscheinen. Da die zeitliche Unbestimmtheit zufällig ist und gleichförmig über die Länge der sich wiederholenden Datenanfangsmuster verteilt sein kann, sind alle Sequenzen etwa gleich. Um daher eine zeitliche Unbestimmt­ heit von weniger als einer halben Symbolperiode zu erreichen, wodurch dann mit kleinen Signal-Geräusch-Abständen gearbeitet werden kann, ist eine Struktur erforderlich, bei der mehrere Matched-Filter verwendet werden. Die erforderliche Anzahl von Matched-Filtern entspricht ungefähr der doppelten Anzahl der etwa gleichen Datenmustersequenzen (Preamble), die empfangen werden können. Dies führt folglich dazu, daß gleichzeitig mehrere Erfassungs-Schätzungen durchgeführt werden. Zu einem bestimmen Zeitpunkt wird dann der Schätzwert mit der größten Korrelations­ spannung ausgewählt.

Damit ein Trägersynchronisations-Schaltkreis bei einem kleinen Signal-Geräusch-Abstand arbeiten kann, ist eine Anzahl von zusätzlichen parallelen Matched-Filter-Strukturen erforder­ lich. Die Anzahl dieser Strukturen ist gleich der Anzahl der etwa gleichen Sequenzen der sich wiederholenden Datenmuster des Daten­ anfangs (multipliziert mit zwei, wenn eine zeitliche Unbestimmt­ heit von weniger als 1/2 gewünscht ist). Unabhängig davon, ob die Realisierung in Form von Hardware oder von Software erfolgt, sind bei einer solchen Realisierung zusätzliche Schaltkreise, mehr Verarbeitungs-Software und/oder eine höhere Verarbeitungszeit erforderlich.

Folglich besteht Nachfrage nach einer Vorrichtung und nach einem Verfahren zur Trägersynchronisation unter Verwendung von Datenanfängen, wobei ein Empfänger bei kleinen Signal-Geräusch- Abständen arbeiten kann. Weiterhin besteht Nachfrage nach einer Vorrichtung und nach einem Verfahren zur Trägersynchronisation, bei dem die Kosten, die Komplexität, die Software-Verarbeitung und/oder die Rechner-Leistung vermindert werden können. Es besteht Nachfrage nach einem verbesserten und preisgünstigeren Trägersynchronisations-Schaltkreis und -Verfahren für einen Empfänger eines Kommunikationssystems, der für die Trägersyn­ chronisation Datenanfänge verwendet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren vorgesehen, um eine Trägersynchronisation unter Verwen­ dung eines getakteten Datenanfangs durchzuführen. Ein Träger­ synchronisationsempfänger, der mit getakteten Datenanfängen arbeitet, hat einen ersten Mischer, um ein empfangenes Signal, auf dem ein bekanntes Datenanfangsmuster aufmoduliert ist, mit einem lokalen Referenz-Trägersignal zu verknüpfen, um ein erstes gemischtes Signal zu erzeugen. Durch einen zweiten Mischer wird das erste gemischte Signal mit einer abgeleiteten Kopie des bekannten Datenanfangsmusters verknüpft, um ein Fehlersignal zu erzeugen. Das Fehlersignal wird innerhalb des Zeitbereichs getaktet, um ein getaktetes Fehlersignal zu erzeugen. Der Empfänger hat außerdem einen spannungsgesteuerten Oszillator, um als Funktion des getakteten Fehlersignals das lokale Referenz- Trägersignal zu erzeugen. Das erste gemischte Signal wird mit einer Kopie des bekannten Datenanfangsmusters verknüpft, um zur Schätzung der Trägersynchronisation des Empfängers ein Synchro­ nisationsschätzsignal zu erzeugen.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist zur Trägersyn­ chronisation mit einem empfangenen Signal, das ein bekanntes Datenanfangsmuster enthält, ein Maximum-Likelihood-Empfänger­ system vorgesehen. Das System enthält eine Anzahl von Maximum- Likelihood-Empfängern, die gleichzeitig jeweils ein Synchronisa­ tionsschätzsignal erzeugen. Ein Prozessor empfängt die Anzahl der Synchronisationsschätzsignale und wählt zur Trägersynchronisation den Maximum-Likelihood-Empfänger mit dem höchsten korrelierten Synchronisationsschätzsignal aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt folgende Schritte: Empfangen eines Signals mit einem bekannten Datenanfangsmuster, Mischen des empfangenen Signals mit einem lokalen Referenz-Signal und Erzeugen eines gemischten Zwischensignals, Kopieren des bekannten Datenanfangsmusters, Ableiten des kopierten, bekannten Datenanfangsmusters, Mischen des gemischten Zwischensignals mit der abgeleiteten Kopie des bekannten Datenanfangsmusters und Erzeugen eines Fehlersignals, selektives Takten des Fehlersignals innerhalb des Zeitbereichs gemäß eines Taktschemas, um ein getak­ tetes Fehlersignal zu erzeugen, Erzeugen eines lokalen Referenz- Signals als Funktion des getakteten Fehlersignals, und Mischen des gemischten Zwischensignals mit der Kopie des bekannten Datenanfangsmusters und Erzeugen eines Synchronisationsschätz­ signals zum Schätzen der Trägersynchronisation des Empfängers.

Zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung wird auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen:

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines optimalen Maximum-Likeli­ hood-Empfängers (Empfänger größter Wahrscheinlichkeit) gemäß Stand der Technik, der zur Trägersynchronisation ein bekanntes Datenanfangsmuster verwendet;

Fig. 2 zeigt drei etwa gleiche Sequenzen empfangener Daten­ muster eines Datenanfangsmusters gemäß MIL-STD-188-183;

Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines optimalen Maximum-Likeli­ hood-Empfängersystems gemäß Stand der Technik, bei dem mehrere der in Fig. 1 gezeigten Empfänger verwendet werden;

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Maximum- Likelihood-Empfängers, bei dem Datenanfänge getaktet werden;

Fig. 5 zeigt die gemäß der vorliegenden Erfindung getakteten Bereiche der drei etwa gleichen Sequenzen der in Fig. 2 gezeigten empfangenen Datenmuster;

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zur Empfänger-Synchronisation unter Verwendung eines getakteten Datenanfangsmusters; und

Fig. 7 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren zur Empfänger­ synchronisation unter Verwendung eines getakteten Datenanfangsmusters.

In den Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist ein optimaler Maximum-Likelihood-Empfänger 10 gemäß Stand der Technik gezeigt, um mit einem empfangenen Signal y(t) eine Trägersynchronisation durchzuführen. Das empfangene Signal y(t) umfaßt ein phasenmoduliertes Trägersignal, wobei die modulierte Phase die auf dem Trägersignal übertragenen digitalen Daten wiedergibt.

Durch einen Phasendemodulator werden die übertragenen Infor­ mationen bestimmt. Das von einem Empfänger empfangene Signal hat die Form: y(t) = p(t) + n(t), wobei p(t) der übertragene Impuls und n(t) das zusätzliche weiße Gaußsche Rauschen ist. Die Wahr­ scheinlichkeit, das übertragene Signal zu empfangen und korrekt zu bestimmen, ist durch die Wahrscheinlichkeit des Datensignals p(t) vorgegeben, aus dem sich das Signal y(t) ergibt. Nach der Bestimmung der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen und der orthogonalen Basisfunktionen ergibt sich eine Likelihood-Funktion für eine Phasenmodulation (PSK) in der Form:

Λ = ∫(y(t)-p(t))² dt + Const.

Der binomische Term der Likelihood-Funktion kann ausgerechnet werden:

(y(t)-p(t))² = y(t)² + p(t)² - 2y(t)p(t)

Bei den meisten Anwendungen, bei denen die PSK-Modulation verwendet wird, ist der Term y(t)² und der Term p(t)² konstant. Zum Maximieren der Likelihood-Funktion muß das empfangene Signal y(t) mit dem geschätzten Signal p(t) korreliert werden:

Max Re [∫y(t)p(t)dt]

Der Maximum-Likelihood-Empfänger muß in der Lage sein, die unbekannte Trägerphase und Dopplerfrequenzverschiebungen zu verfolgen und zu entfernen. Eine erforderliche Bedingung zum Maximieren des korrelierten Signals ist:

Aus den vorgehenden Erläuterungen ergibt sich, daß der in Fig. 1 gezeigte Maximum-Likelihood-Empfänger 10 statistisch besehen ein optimaler Empfänger ist.

Der Maximum-Likelihood-Empfänger 10 enthält einen Bandpaß­ filter 12, um das empfangene Signal y(t) bei der Mittenfrequenz fo zu filtern. Die gefilterte Ausgabe wird einem ersten Mischer 14 zugeführt. Die andere Eingabe zu dem ersten Mischer 14 ist ein lokales Referenz-Signal r(t), das von einem spannungsgesteuerten Oszillator (VCO) 24 ausgegeben wird. Der erste Mischer 14 multi­ pliziert die beiden Signale y(t) und r(t) und gibt ein Signal aus, das zwei Komponenten enthält. Eine Komponente ist ein Signal mit einer Frequenz, die gleich der Differenz zwischen den Fre­ quenzen des Signals y(t) und des Signals r(t) ist. Die andere Komponente ist ein Signal mit einer Frequenz, die gleich der Summe der Frequenzen des Signals y(t) und des Signals r(t) ist. Beide Signalkomponenten enthalten ebenfalls die übertragenen digitalen Daten.

Die Ausgabe des ersten Mischers 14 wird einem Tiefpaßfilter 16 zugeführt, um die hohe Frequenzsignalkomponente zu entfernen. Der Tiefpaßfilter 16 gibt also nur das Signal mit einer Frequenz aus, die gleich der Differenz zwischen den Frequenzen des empfan­ genen Signals y(t) und des lokalen Referenz-Signals r(t) ist, das von dem spannungsgesteuerten Oszillator 24 erzeugt wird, wobei die übertragenen digitalen Daten in diesem Signal enthalten sind. Wenn die Frequenz des Signals y(t) gleich der Frequenz des lokalen Referenz-Signals r(t) ist, so entspricht die Ausgabe des Tiefpaßfilters 16 den Daten, die auf dem Signal y(t) aufmoduliert sind.

Die Ausgabe des Tiefpaßfilters 16 wird einem zweiten Mischer 18 zugeführt und mit einem differenzierten Signal 26 multipli­ ziert, das von einem Differentialglied 28 ausgegeben wird. Das Differentialglied 28 erzeugt das Signal 26, das gleich der Ableitung nach dem Winkel Theta von einem kopierten Datenanfangs­ signal d(t) ist, das von einem Datenmustergenerator 30 gemäß eines bekannten Datenanfangsmusters 32 erzeugt wird. Es ist offensichtlich, daß das bekannte Datenanfangsmuster 32 gleich dem Datenmuster des speziellen Datenanfangsmusters ist, das in dem gewünschten Kommunikationssystem verwendet wird. In der gesamten Beschreibung wird zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung das Datenanfangsmuster verwendet, das in MIL-STD-188-183 spezifiziert ist. Natürlich sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht nur auf das Datenanfangsmuster beschränkt, das in MIL-STD-188-183 spezifiziert ist. Die vorliegende Erfindung kann mit vielen ver­ schiedenen Datenanfangsmustern verwendet werden.

Der zweite Mischer 18 multipliziert das abgeleitete Signal 26 des Datenanfangssignals d(t) mit der Ausgabe des Tiefpaßfilters 16. Der zweite Mischer 18 führt die Multiplikation durch, die erforderlich ist, um das mathematische Minimum zu erzeugen, das als ein Fehlersignal verwendet wird. Der zweite Mischer 18 ist mit einem Integrierglied 20 gekoppelt. Das Differentialglied 28, der zweite Mischer 18 und das Integrierglied 20 werden häufig als ein Maximum-Likelihood-Phasendetektor bezeichnet. Das Integrier­ glied 20 integriert über eine Symbolperiode die Ausgabe von dem zweiten Mischer 18. Die Symbolperiode ist gleich der Datenbit­ periode des Datenanfangsmusters. Durch das Integrierglied 20 wird ein Fehlersignal e(t) erzeugt, das, nachdem es durch einen Tief­ paßfilter 22 geleitet wird, den spannungsgesteuerten Oszillator 24 steuert.

Es ist offensichtlich, daß eine notwendige Bedingung darin besteht, daß das empfangene Datenmuster zumindest im wesentlichen mit dem bekannten Datenanfangsmuster übereinstimmt. Andererseits wird ein Fehlersignal e(t) erzeugt. Wenn das empfangene Daten­ muster und das bekannte Datenanfangsmuster nicht im wesentlichen übereinstimmen, wird das Fehlersignal e(t) erzeugt, wodurch eine Veränderung in der Phase (d. h. ein Anstieg oder Abfall der Fre­ quenz) der Ausgabe des spannungsgesteuerten Oszillators 24 ver­ ursacht wird, so daß der Phasenregelkreis des Empfängers nicht synchron mit dem Trägersignal des empfangenen Signals y(t) arbeiten kann.

Zwischenzeitlich wird das von dem Tiefpaßfilter 16 ausge­ gebene Signal einem dritten Mischer 34 zugeführt, während der Phasenregelkreis versucht, mit dem Trägersignal des empfangenen Signals y(t) synchron zu arbeiten. Der dritte Mischer 34 multi­ pliziert die Ausgabe des Tiefpaßfilters 16 mit dem Datenanfangs­ signal d(t). In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel verwendet die vorliegende Erfindung den dritten Mischer 34, wobei aber auch ein Energiedetektor (energy detector), ein Quadrierglied (squarer) oder ähnliches verwendet werden kann. Wenn ein solches Quadrier­ glied verwendet wird, so wird die Ausgabe des Tiefpaßfilters 16 durch das Quadrierglied quadriert, und das Datenanfangssignal d(t) wird nicht verwendet. Die Ausgabe des dritten Mischers wird dann durch ein Integrierglied 36 über die Zeit der Symbolperiode integriert. Das Integrierglied 36 gibt ein Synchronisationsaus­ gangssignal v(t) aus. Die Höhe des Signals v(t) wird zur Synchro­ nisation des Empfängers mit dem Trägersignal des empfangenen Signals y(t) und mit dem Datenmuster des empfangenen Signals y(t) verglichen. Wenn v(t) einen vorbestimmten Grenzwert übersteigt, ist der Empfänger mit dem Träger des empfangenen Signals synchro­ nisiert. Nach der Trägersynchronisation fährt der Empfänger mit der Taktsynchronisation (nicht gezeigt) fort.

Wie vorstehend zum Stand der Technik beschrieben, kann das Datenmuster für den Empfänger als eine Anzahl von Sequenzen erscheinen, und zwar abhängig von der Länge der Datenmuster in dem Datenanfangsmuster vor der Wiederholung. Da die zeitliche Unbestimmtheit zufällig ist und gleichmäßig über die Länge der sich wiederholenden Datenanfangsmuster verteilt sein kann, sind alle Sequenzen etwa gleich. Die zeitliche Unbestimmtheit muß auf weniger als die Hälfte einer Symbolperiode vermindert werden, damit der Empfänger mit sehr kleinen Signal-Geräusch-Abständen arbeiten kann. Durch die Verminderung der zeitlichen Unbestimmt­ heit auf weniger als eine halbe Symbolperiode wird ein 6db-Gewinn erzeugt, wodurch die Synchronisation mit empfangenen Signalen möglich ist, die eine geringe Amplitude oder Leistung haben. Wenn die zeitliche Unbestimmtheit gleich oder größer ist als eine halbe Symbolperiode, so wird die Synchronisation infolge einer zu großen Interferenztonausgabe von dem Phasendetektor in dem Empfänger verschlechtert. Um die Auswirkungen der zeitlichen Unbestimmtheit zu vermindern, ist daher eine Struktur erforder­ lich, die mehrere Maximum-Likelihood-Empfänger verwendet.

In Fig. 3 ist ein Maximum-Likelihood-Empfängersystem 50 gezeigt, das eine Anzahl von Maximum-Likelihood-Empfängern 10a, 10b und 10c enthält. Der Empfänger 10a führt eine Maximum- Likelihood-Schätzung bezüglich einer Sequenz einer Anzahl von etwa gleichen Sequenzen des bekannten Datenanfangsmuster durch und erzeugt eine Schätzausgangsspannung V₁(t). Die etwa gleiche Sequenz ist "110110110110 . . . ". In Fig. 2 sind drei etwa gleiche Sequenzen von empfangenen Datenmustern 40a, 40b und 40c des bekannten Datenanfangsmusters gemäß MIL-STD-188-183 dargestellt. Das Datenanfangsmuster gemäß dieser Militär-Standardspezifikation enthält ein sich wiederholendes "110"-Datenmuster mit einer vor­ bestimmten Länge. Mit dem vorgegebenen Datenanfangsmuster des MIL-STD-188-183 kann die zeitliche Unbestimmtheit eine Größe von drei Symbolperioden haben. Bei einer gegebenen zufälligen zeit­ lichen Unbestimmtheit, die über die Länge der sich wiederholenden Muster verteilt ist, können von dem Empfänger drei etwa gleiche Datenmuster empfangen werden. In Fig. 2 sind die drei Daten­ muster "110110110110 . . . ", "101101101101 . . . " und "011011011011 . . . " gezeigt. Der Empfänger 10a führt eine Maximum-Likelihood-Schät­ jung bezüglich des Datenmusters "110110110110 . . . " durch, der Empfänger 10b führt die Schätzung bezüglich des Datenmusters "101101101101 . . . " durch, und der Empfänger 10c führt die Schät­ zung bezüglich des Datenmusters "011011011011 . . . " durch.

Die Empfänger 10a, 10b und 10c erzeugen Synchronisations­ schätzausgangssignale V₁(t), V₂(t) bzw. V₃(t). Diese Synchronisa­ tionsschätzausgangssignale von den Empfängern 10a, 10b und 10c werden einem Prozessor 52 zugeführt. Die verschiedenen Synchro­ nisationsschätzungen des empfangenen Signals y(t) werden gleich­ zeitig durchgeführt. Zu bestimmten Zeitpunkten "wählt" der Prozessor 52 ein geeignetes Signal V(t) aus, das den größten Korrelationswert hat, oder er wählt alternativ das erste Signal v(t) aus, das einen Grenzwert überschreitet. Folglich verwendet das Empfängersystem 50 danach zur Synchronisation mit dem emp­ fangenen Signal y(t) den geeigneten zugehörigen Empfänger (10a, 10b und 10c).

Es ist offensichtlich, daß das Empfängersystem 50, das mit den Empfängern 10a, 10b und 10c arbeitet, eine zeitliche Unbe­ stimmtheitsauflösung hat, die einer halben Symbolperiode ent­ spricht. Wie vorstehend beschrieben, ist es wünschenswert, die zeitliche Unbestimmtheit auf weniger als eine halbe Symbolperiode zu vermindern. Um das zu erreichen, kann das in Fig. 3 gezeigte Empfängersystem durch Hinzufügen von drei weiteren Empfängern modifiziert werden. Die zusätzlichen Empfänger haben den gleichen Aufbau wie die Empfänger 10a, 10b und 10c, mit der Ausnahme, daß in jedes Datenanfangsmuster eine Zeitverzögerung von einer halben Symbolperiode eingefügt wird. Dies führt zu einem Empfängersystem 50 mit sechs Empfängern, in denen sechs Schätzungen durchgeführt werden. Bei einem solchen Empfängersystem entspricht die zeit­ liche Unbestimmtheit einer viertel Symbolperiode. Es ist offen­ sichtlich, daß das Empfängersystem 50, das sechs Empfänger ver­ wendet, groß und teuer ist, obwohl es mit Hardware oder mit Software realisiert werden kann.

Im folgenden wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der ein erfindungsgemäßer optimaler Maximum-Likelihood-Empfänger 100 (oft als Empfänger mit getakteten Datenanfängen bezeichnet) gezeigt ist. Der Empfänger 100 mit getakteten Datenanfängen enthält Komponenten oder Strukturen, die denen des bekannten Empfängers 10 (in Fig. 1 gezeigt) ähnlich sind. Der Empfänger 100 mit getakteten Datenanfängen enthält außerdem einen Datenmuster- Modulus-Zähler 102, einen Taktschalter 104 und einen Takt­ schalter 106.

Die Begriffe "Taktschalter" oder "takten", die hier verwendet werden, beziehen sich auf das Auswählen von einem oder mehreren Zeitbereichen, die einem Datenanfangs-Datenbitstrom entsprechen, und auf das Übergehen oder Ausblenden von einem oder mehreren Bereichen, wenn die Schätzungen für die Trägersynchronisation durchgeführt werden. Mit anderen Worten, durch das Takten des Datenanfangsmusters wird eine selektive periodische Erfassung des verarbeiteten empfangenen Signals entsprechend der getakteten Bereiche der Datenanfangsmuster erreicht. Dadurch wird es ermöglicht, daß ausgewählte Zeitbereiche des empfangenen Signals ignoriert oder mißachtet werden, wenn der Empfänger 100 die Schätzung durchführt oder berechnet. Dadurch kann die Anzahl der Rechenschritte und die erforderliche Rechnerleistung (wenn sie unter Verwendung von Software durchgeführt werden) oder die Anzahl an parallelen Strukturen vermindert werden (wenn Hardware verwendet wird), wenn die Schätzung durch den Empfänger 100 durchgeführt wird. In dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbei­ spiel wird das Fehlersignal e(t) gemäß eines gewünschten Takt­ schemas, das in dem Modulus-Zähler 102 bestimmt wird, wahlweise unterbrochen, wobei das erfaßte Fehlersignal e(t) nachfolgend dem spannungsgesteuerten Oszillator 24 zugeführt wird, um das lokale Referenz-Signal r(t) zu erzeugen.

Der Datenmustergenerator 30 erzeugt das Datenanfangssignal d(t) und gibt es an den Datenmuster-Modulus-Zähler 102 aus. Der Datenmuster-Modulus-Zähler 102 bestimmt aus dem Datenanfangs­ signal d(t) und den ausgewählten Takt-Bereichen, wann bei einer empfangenen Sequenz ein Takt durchgeführt werden soll und gibt ein Befehl an den Taktschalter 104 aus. Der Moduluszähler 102 kann entsprechend des gewünschten Takt-Schemas programmiert werden. Der Takt-Befehl wird ausgegeben, um den Taktschalter 104 in Reaktion auf die Takt-Bereiche des Datenanfangssignals d(t) zu aktivieren, d. h., jedes dritte Bit, jedes vierte Bit, zwei aus jeweils vier Bits etc., und zwar abhängig von dem gewünschten Takt-Schema. Während eines Taktes ist der Taktschalter 104 geöffnet, wodurch verhindert wird, daß dem spannungsgesteuerten Oszillator 24 das Fehlersignal e(t) zugeführt wird. Dadurch wird bewirkt, daß der normalerweise dynamische Empfänger 100 während der Zeitdauer des Taktes statisch wird. Auf ähnliche Weise führt der Modulus-Zähler 102 den Takt-Befehl dem Taktschalter 106 zu.

Bei einer Software-Implementierung wirkt der Taktschalter 104, 106 als eine Zeitverzögerung, so daß die Schätzungsberech­ nungen (Schleife) unterbrochen oder während der Takt-Zeitdauer statisch sind. Somit führen der Prozessor und das Software- Programm keine Berechnungen durch, um die Synchronisationsschät­ zung zu erzeugen. Bei einer Hardware-Implementierung haben die Taktschalter 104, 106 die Funktion eines Sample-and-Hold-Schal­ ters. Das heißt, wenn die Schalter 104, 106 aktiviert (offen) sind, geben sie den letzten Wert aus, der eingegeben wurde, bevor sich die Schalter 104, 106 geöffnet haben. Der Empfänger 100 führt daher weiterhin die Schätzung durch, verwendet jedoch Signale von den Taktschaltern 104, 106, die während der Aktivie­ rung der Schalter 104, 106 (Takt) konstante Werte haben. Wenn die Takt-Zeitdauer beendet ist, arbeitet der Empfänger 100 wieder dynamisch.

Nachfolgend wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der getaktete Bereiche der drei in Fig. 2 gezeigten, etwa gleichen Sequenzen der empfangenen Datenmuster 40a, 40b und 40c dargestellt sind. Die eingekreisten Bereiche 42 sind die getakteten Bereiche der Datenmuster 40a, 40b und 40c. Im allgemeinen entspricht die Länge des Taktes einer oder mehreren Datenbitperioden (oder Symbolperi­ oden), und die gewünschten Takte hängen von den Eigenschaften des vorgegebenen Datenanfangsmusters ab.

Es kann gesehen werden, daß die eingekreisten Bereiche 42 (die getakteten Bereiche) der ersten beiden Datenmuster 40a und 40b außer Betracht gelassen werden. Die darauffolgenden beiden Datenmuster 40a und 40b sind dann invers zueinander. Es wird daran erinnert, daß ein Trägersynchronisationsempfänger mit einem Phasenregelkreis eine inhärente 180°-Phasen-Unbestimmtheit hat. Wenn die getakteten (eingekreisten) Bereiche der beiden Daten­ muster 40a und 40b weggelassen werden, dann erfaßt ein einzelner Phasenregelkreis eines der beiden Muster. Das dritte Datenmuster 40c hat einen Takt in seinem Muster, so daß es den gleichen Betrag an Signalenergie hat wie die ersten beiden Datenmuster 40a und 40b mit den Takten. Es ist offensichtlich, daß nur ein Empfänger 100 erforderlich ist, um für die beiden etwa gleichen Datenanfangssequenzen "110110110110 . . . " und "101101101101 . . . " die Schätzungen durchzuführen.

In Fig. 6 ist ein Maximum-Likelihood-Empfängersystem 150 gezeigt, das eine Anzahl von Maximum-Likelihood-Empfängern 100a und 100b enthält. Der Empfänger 100a führt eine Maximum-Likeli­ hood-Schätzung bezüglich der beiden getakteten Sequenzen des bekannten Datenanfangsmusters durch und erzeugt eine Schätz- Ausgangsspannung V₁(t). Die beiden getakteten Sequenzen sind "110110110110 . . . " und "101101101101 . . . " (wie in Fig. 5 gezeigt). Der Muster-Modulus-Zähler 102 gibt ein Takt-Befehl bei dem ersten, vierten, siebten, etc. Symbol des Datenanfangsmusters "110110110110 . . . " aus. Der Empfänger 100b führt eine Schätzung bezüglich des Datenmusters "011011011011 . . . " durch. Der Modulus- Zähler 102 gibt beim zweiten, fünften, achten, etc. Symbol des Datenanfangsmusters "011011011011 . . . " einen Takt-Befehl aus. Dieses Takten ist nicht erforderlich, erleichtert jedoch für den Prozessor 152 die Vergleiche.

Die vorliegende Erfindung verwendet die Phasenunbestimmtheit eines einzelnen Empfängers, um zwei etwa gleiche Sequenzen zu erfassen. Die Datenanfänge werden ein oder mehrere Male getaktet, um es einem Empfänger zu ermöglichen, die Schätzung von zwei Empfängern durchzuführen. Dadurch wird die gleiche Struktur ermöglicht, um jede der beiden Sequenzen zu erfassen, wobei die Anzahl der gesamten Strukturen für die Empfängersynchronisation geringer ist.

Die Empfänger 100a und 100b erzeugen Synchronisationsschätz­ ausgangssignale V₁(t) und V₂(t), wobei getaktete Datenanfangs­ muster verwendet werden. Die Synchronisationsschätzausgangs­ signale von den Empfängern 100a und 100b werden einem Prozessor 152 zugeführt. Es werden gleichzeitig mehrere Synchronisations­ schätzungen des empfangenen Signals y(t) durchgeführt. Gleich­ zeitig wählt der Prozessor 152 ein geeignetes Signal V(t), das das große Korrelationssignal ist, oder er wählt alternativ das erste Signal V(t), das einen Grenzwert überschreitet. Das Emp­ fängersystem 150 verwendet danach den zu diesem Signal gehörigen, geeigneten Empfänger (100a oder 100b) zur Synchronisierung mit dem empfangenen Signal y(t).

Es ist offensichtlich, daß das Empfängersystem 150, das mit den Empfängern 100a, 100b arbeitet, eine zeitliche Unbestimmt­ heitsauflösung hat, die einer halben Symbolperiode entspricht. Wie vorstehend beschrieben, ist es erwünscht, die zeitliche Unbestimmtheit auf weniger als eine halbe Symbolperiode zu vermindern. Um dies zu erreichen, kann das Empfängersystem aus Fig. 6 modifiziert werden, indem zwei zusätzliche Empfänger hin­ zugefügt werden. Die zusätzlichen Empfänger haben den gleichen Aufbau wie die Empfänger 100a und 100b, mit der Ausnahme, daß eine Zeitverzögerung, die einer halben Symbolperiode entspricht, in jedes Datenanfangsmuster eingefügt wird, das von dem Daten­ mustergenerator erzeugt wird. Dies führt zu einem Empfängersystem 150 mit vier Empfängern, mit denen vier Schätzungen durchgeführt werden. Bei einem solchen Empfängersystem ist die zeitliche Unbe­ stimmtheit gleich einer viertel Symbolperiode.

Wenn bei dem Empfängersystem 150 vier Empfänger verwendet werden, so wird die Synchronisation aus Fig. 3 mit nur 2/3 der erforderlichen Strukturen oder Rechenschritte ermöglicht. Für verschiedene Datenanfänge (abweichend von MIL-STD-188-183) sind verschiedene Takt-Schemen erforderlich, und zwar entsprechen der Eigenschaften des aktuellen Datenmusters der Datenanfänge. Die Anzahl der Empfänger 100 kann sich mit den Eigenschaften ver­ ändern, wie zum Beispiel Taktmuster und Musterlängen.

Aus den vorhergehenden Erläuterungen wird deutlich, daß das Empfängersystem entweder durch Hardware oder durch Software realisiert werden kann. Bei der Realisierung durch Software kann das Empfängersystem einen Analog/Digital-Wandler enthalten, um das analoge Signal in ein digitales Format umzusetzen.

Durch die vorliegende Erfindung wird die Anzahl der erforder­ lichen Strukturen vermindert, wobei jedoch die hohe Leistung der Synchronisationsschätzung der Empfänger gemäß Stand der Technik erhalten bleibt, die zahlreiche parallele Strukturen erfordern, um die zeitliche Unbestimmtheit auf weniger als eine halbe Symbolperiode oder Bitperiode zu vermindern. Folglich schafft die vorliegende Erfindung einen preiswerten Empfänger (weniger Aufwand und weniger Rechenschritte und/oder Rechenleistung), wobei die hohe Leistungsfähigkeit (6dB Gewinn durch Verminderung der zeitlichen Unbestimmtheit auf weniger als eine halbe Symbol­ periode) eines teuren Trägersynchronisationsempfängers gemäß Stand der Technik erhalten bleibt.

Nun wird auf Fig. 7 Bezug genommen, in der das erfindungs­ gemäße Verfahren zur Trägersynchronisation eines empfangenen Signals dargestellt ist, das ein bekanntes Datenanfangsmuster hat. In einem Schritt 202 wird ein Signal mit einem bekannten Datenanfangsmuster empfangen. In einem Schritt 204 wird das empfangene Signal dann mit einem lokalen Referenz-Signal gemischt, wodurch ein gemischtes Zwischensignal erzeugt wird. In einem Schritt 206 wird das bekannte Datenanfangsmuster des emp­ fangenen Signals kopiert bzw. verdoppelt. Die Kopie des bekannten Datenanfangsmusters wird in einem Schritt 208 abgeleitet, um eine (bezüglich der Phase) abgeleitete Kopie des bekannten Daten­ anfangsmusters zu erzeugen. Das gemischte Zwischensignal wird mit der abgeleiteten Kopie des bekannten Datenanfangsmusters gemischt, wodurch in Schritt 210 ein Fehlersignal erzeugt wird.

In einem Schritt 212 wird das Fehlersignal innerhalb des Zeitbereiches entsprechend eines Takt-Schemas selektiv getaktet, um ein getaktetes Fehlersignal zu erzeugen. In Schritt 214 wird gemäß des Takt-Schemas ein Takt-Befehl erzeugt, und in einem Schritt 216 wird das Fehlersignal entsprechend des Takt-Befehls getaktet. Das getaktete Fehlersignal wird verwendet, um in einem Schritt 218 ein lokales Referenz-Signal zu erzeugen, das in Schritt 204 mit dem empfangenen Signal gemischt wird. Zusätzlich wird das gemischte Zwischensignal, das in Schritt 204 erzeugt wird, in einem Schritt 220 mit der Kopie des bekannten Daten­ anfangsmusters gemischt, um ein Synchronisationsschätzsignal zum Schätzen der Trägersynchronisation des Empfängers zu erzeugen. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das in Schritt 220 erzeugte Schätzsignal weiter verarbeitet, indem es innerhalb des Zeitbereichs gemäß des Takt-Schemas selektiv getaktet wird, um ein getaktetes Synchronisationsschätzsignal zu erzeugen.

Claims (21)

1. Trägersynchronisationsempfänger, bei dem Datenanfänge getaktet werden, mit:
einem ersten Mischer (14), der ein empfangenes Signal, das ein darauf aufmoduliertes bekanntes Datenanfangsmuster enthält, mit einem lokalen Referenz-Trägersignal verknüpft, um ein erstes gemischtes Signal zu erzeugen;
einem zweiten Mischer (18), der das erste gemischte Signal mit einer abgeleiteten Kopie des bekannten Daten­ anfangsmusters verknüpft, um ein Fehlersignal zu erzeugen; einer Einrichtung zum Takten des Fehlersignals, um ein getaktetes Fehlersignal zu erzeugen;
einem spannungsgesteuerten Oszillator (24), der in Reaktion auf das getaktete Fehlersignal das lokale Referenz- Trägersignal erzeugt; und
einer Einrichtung, die auf das erste gemischte Signal anspricht, um ein Synchronisationsschätzsignal zum Schätzen der Trägersynchronisation des Empfängers zu erzeugen.

2. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Takten aufweist:
einen Taktschalter (104), der das Fehlersignal empfängt und das getaktete Fehlersignal ausgibt, das in Reaktion auf einen Takt-Befehl mit dem spannungsgesteuerten Oszillator (24) gekoppelt wird; und
einen Datenmuster-Modulus-Zähler (102) zum Erzeugen des Takt-Befehls zum Aktivieren des Taktschalters (104), um das Fehlersignal selektiv zu takten.

3. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 2, bei dem das empfangene Signal ein digitales Empfangssignal enthält, das von einem Analog/Digital-Wandler erzeugt wird.

4. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 2, bei dem die Einrichtung zum Erzeugen einen dritten Mischer (34) auf­ weist, um das erste gemischte Signal mit einer Kopie des bekannten Datenanfangsmusters zu verknüpfen, und bei dem der Empfänger außerdem eine Einrichtungen aufweist, um in Reak­ tion auf den von dem Datenmuster-Modulus-Zähler (102) erzeugten Takt-Befehl ein Ausgabesignal von dem dritten Mischer (34) zu takten, um ein getaktetes Synchronisations­ schätzsignal zu erzeugen.

5. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 4, der außer­ dem ein Integrierglied (36) enthält, das mit der Einrichtung zum Takten der Ausgabe von dem dritten Mischer (34) gekop­ pelt ist, um das abgetastete Synchronisationsschätzsignal zu integrieren und das Synchronisationsschätzsignal zu erzeugen.

6. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 1, der außer­ dem eine Einrichtung aufweist, um ein Ausgabesignal von der Einrichtung zum Erzeugen zu takten, um ein getaktetes Syn­ chronisationsschätzsignal zu erzeugen.

7. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 6, der außer­ dem ein Integrierglied (36) enthält, das mit der Einrichtung zum Takten der Ausgabe von der Einrichtung zum Erzeugen gekoppelt ist, um das getaktete Synchronisationsschätzsignal zu integrieren und das Synchronisationsschätzsignal zu erzeugen.

8. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung zum Takten des Fehlersignals aufweist:
einen ersten Taktschalter (104), der das Fehlersignal empfängt und das abgetastete Fehlersignal ausgibt, das in Reaktion auf einen Takt-Befehl mit dem spannungsgesteuerten Oszillator (24) gekoppelt wird; und
einen Datenmuster-Modulus-Zähler (102) zum Erzeugen des Takt-Befehls zum Aktivieren des Taktschalters (104), um das Fehlersignal selektiv zu takten.

9. Trägersynchronisationsempfänger nach Anspruch 8, bei dem die der Einrichtung zum Erzeugen einen dritten Mischer (34) aufweist, der das erste gemischte Signal mit einer Kopie des bekannte Datenanfangsmusters verknüpft, und bei dem die Einrichtung zum Takten der Ausgabe von dem dritten Mischer (34) aufweist:
einen zweiten Taktschalter (106), der die Ausgabe von dem dritten Mischer (34) empfängt und in Reaktion auf den Takt-Befehl ein getaktetes Synchronisationsschätzsignal ausgibt.

10. Vorrichtung zum Erzeugen eines Synchronisationsschätzsignals zur Trägersynchronisation mit einem empfangenen Signal, das ein bekanntes Datenanfangsmuster enthält, mit:
einer Einrichtung zum Verarbeiten des bekannten Daten­ anfangsmusters des empfangenen Signals mit einem lokalen Referenz-Signal und mit einer abgeleiteten Kopie des bekann­ ten Datenanfangsmusters, um abhängig von dem lokalen Refe­ renz-Signal und dem bekannten Datenanfangsmuster des empfan­ genen Signals ein Fehlersignal zu erzeugen;
einer Einrichtung zum Takten eines Bereiches des Fehlersignals, um das Fehlersignal entsprechend eines Takt- Musters selektiv zu takten und um ein getaktetes Signal zu erzeugen; und
einer Einrichtung, die in Reaktion auf das getaktete Signal das lokale Referenz-Signal erzeugt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, die außerdem aufweist:
eine Einrichtung zum Verarbeiten des bekannten Daten­ anfangsmusters des empfangenen Signals mit einem lokalen Referenz-Signal und mit einer Kopie des bekannten Daten­ anfangsmusters, um das Synchronisationsschätzsignal zu erzeugen, das mit der Synchronisation des empfangenen Signals in Beziehung steht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Einrichtung zum Verarbeiten aufweist:
einen ersten Mischer (14), der das empfangene Signal, das ein darauf aufmoduliertes bekanntes Datenanfangsmuster enthält, mit einem lokalen Referenz-Trägersignal verknüpft, um ein erstes gemischtes Signal zu erzeugen;
einen zweiten Mischer (18), der das erste gemischte Signal mit einer abgeleiteten Kopie des bekannten Daten­ anfangsmusters verknüpft, um ein erstes Ausgangssignal zu erzeugen; und
ein erstes Integrierglied (20), das mit dem zweiten Mischer (18) gekoppelt ist, um das erste Ausgangssignal zu integrieren, um das Fehlersignal zu erzeugen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Einrichtung zum Takten aufweist:
einen Taktschalter (104), der das Fehlersignal empfängt und in Reaktion auf einen Takt-Befehl das getaktete Signal ausgibt, wobei das getaktete Signal mit der Einrichtung zum Erzeugen des lokalen Referenz-Signals gekoppelt wird; und
einen Datenmuster-Modulus-Zähler (102) zum Erzeugen des Takt-Befehls zum Aktivieren des Taktschalters (104), um das Fehlersignal selektiv zu takten und um das getaktete Signal zu erzeugen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Einrichtung zum Erzeugen des lokalen Referenz-Signals einen spannungs­ gesteuerten Oszillator (24) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, die außerdem eine Einrichtung zum Verarbeiten des bekannten Datenanfangsmusters des emp­ fangenen Signals mit einem lokalen Referenz-Signal und mit einer Kopie des bekannten Datenanfangsmusters enthält, um das Synchronisationsschätzsignal zu erzeugen, das mit der Synchronisation des empfangenen Signals in Beziehung steht, mit:
einem dritten Mischer (34), der das erste gemischte Signal mit einer Kopie des bekannten Datenanfangsmusters verknüpft, um ein gemischtes Ausgabesignal zu erzeugen;
einem zweiten Taktschalter (106), der das gemischte Ausgabesignal empfängt und in Reaktion auf den Takt-Befehl ein getaktetes Synchronisationsschätzsignal ausgibt;
einem zweiten Integrierglied (36), das das getaktete Synchronisationsschätzsignal empfängt und das Synchronisa­ tionsschätzsignal ausgibt.

16. Maximum-Likelihood-Empfängersystem zur Trägersynchronisa­ tion mit einem empfangenen Signal, das ein bekanntes Daten­ anfangsmuster enthält, mit:
einer Anzahl von Maximum-Likelihood-Empfängern, die gleichzeitig jeweils ein Synchronisationsschätzsignal erzeugen, wobei jeder Maximum-Likelihood-Empfänger aufweist:
einen ersten Mischer (14), der ein empfangenes Signal, das ein darauf aufmoduliertes bekanntes Daten­ anfangsmuster enthält, mit einem lokalen Referenz- Trägersignal verknüpft, um ein erstes gemischtes Signal zu erzeugen,
einen zweiten Mischer (18), der das erste gemisch­ te Signal mit einer abgeleiteten Kopie des bekannten Datenanfangsmusters verknüpft, um ein Fehlersignal zu erzeugen,
eine Einrichtung zum Takten des Fehlersignals, um ein getaktetes Fehlersignal zu erzeugen,
einen spannungsgesteuerten Oszillator (24), der in Reaktion auf das getaktete Fehlersignal das lokale Referenz-Fehlersignal erzeugt, und
eine Einrichtung, die auf das erste gemischte Signal anspricht, um das Synchronisationsschätzsignal zu erzeugen; und
einem Prozessor (52), der die Anzahl von Synchronisa­ tionsschätzsignalen empfängt und einen der Anzahl der Maximum-Likelihood-Empfänger zur Synchronisation mit dem empfangenen Signal auswählt.

17. Maximum-Likelihood-Empfängersystem nach Anspruch 16, bei dem die Einrichtung zum Takten aufweist:
einen Taktschalter (104), der das Fehlersignal empfängt und das getaktete Fehlersignal ausgibt, das in Reaktion auf einen Takt-Befehl mit dem spannungsgesteuerten Oszillator (24) gekoppelt wird; und
einen Datenmuster-Modulus-Zähler (102) zum Erzeugen des Takt-Befehls zum Aktivieren des Taktschalters (104), um das Fehlersignal selektiv zu takten.

18. Maximum-Likelihood-Empfängersystem nach Anspruch 17, bei dem die kopierten Datenanfangsmuster in jedem der Anzahl von Maximum-Likelihood-Empfängern um eine Datenbitperiode oder weniger zeitlich voneinander versetzt sind.

19. Maximum-Likelihood-Empfängersystem nach Anspruch 17, bei dem die kopierten Datenanfangsmuster in jedem der Anzahl von Maximum-Likelihood-Empfängern um eine halbe Datenbitperiode oder weniger des Datenanfangsmusters zeitlich voneinander versetzt sind, um die zeitliche Unbestimmtheit in dem Empfängersystem auf eine halbe Datenbitperiode oder weniger zu vermindern und um den Signal-Geräusch-Abstand des Empfängersynchronisationssystems zu erhöhen.

20. Verfahren zur Trägersynchronisation mit einem empfangenen Signal, das ein bekanntes Datenanfangsmuster enthält, mit folgenden Schritten:
Empfangen eines Signals mit einem bekannten Daten­ anfangsmuster;
Mischen des empfangenen Signals mit einem lokalen Referenz-Signal und Erzeugen eines gemischten Zwischensignals;
Kopieren des bekannten Datenanfangsmusters; Ableiten des kopierten bekannten Datenanfangsmusters nach der Phase;
Mischen des gemischten Zwischensignals mit der abge­ leiteten Kopie des bekannten Datenanfangsmusters und Erzeugen eines Fehlersignals;
selektives Takten des Fehlersignals innerhalb des Zeitbereichs entsprechend eines Takt-Schemas, um ein getaktetes Fehlersignal zu erzeugen;
Erzeugen des lokalen Referenz-Signals in Reaktion auf das getaktete Fehlersignal; und
Mischen des gemischten Zwischensignals mit der Kopie des bekannten Datenanfangsmusters und Erzeugen eines Synchronisationsschätzsignals zum Abschätzen der Träger­ synchronisation des Empfängers.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem der Schritt des selekti­ ven Abtastens des Fehlersignals folgende Schritte umfaßt:
Empfangen des Fehlersignals und Takten des Fehler­ signals abhängig von einem Takt-Befehl, um das getaktete Fehlersignal aus zugeben; und
Erzeugen des Takt-Befehls.