CH466374A - Method for multi-channel time division multiplex transmission of telephone signals - Google Patents

Method for multi-channel time division multiplex transmission of telephone signals

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CH466374A
CH466374A CH1733467A CH1733467A CH466374A CH 466374 A CH466374 A CH 466374A CH 1733467 A CH1733467 A CH 1733467A CH 1733467 A CH1733467 A CH 1733467A CH 466374 A CH466374 A CH 466374A
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CH1733467A
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Weiss Hans
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Patelhold Patentverwertung
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    • H04Q11/04Selecting arrangements for multiplex systems for time-division multiplexing

Description

  

  Verfahren für     Mehrkanal-Zeitmultiplexübertragung    von Fernsprechsignalen    Die Erfindung betrifft ein     Verfahren    für     Mehrkanal-          Zeitmultiplexübertragung    von Fernsprechsignalen, das  mit dem für     Multiplex-übertragung    über Leitungen  bisher hauptsächlich angewendeten     Einseitenband-Trä-          gerfrequenzverfahren    konkurrieren kann und gegenüber  diesem wichtige     Vorteile    aufweist.  



  Den herkömmlichen Träger-Systemen wohnen einige  charakteristische Mängel inne, die zum Teil gar nicht  und zum anderen Teil nur durch kostspielige zusätzliche  Massnahmen behoben werden können. Solche     Nachteile     sind z. B. aufwendige Kanalfilter sowie das durch nichtli  neare Verzerrungen bedingte übersprechen.  



  Das erfindungsgemäss vorgeschlagene     übertragungs-          verfahren,    das auf einem völlig anderen Prinzip beruht,  vermeidet diese Nachteile; es benötigt insbesondere  keine Filter zur Trennung von     Frequenzkanälen    und  keine Massnahmen zur Vermeidung des Übersprechens  zwischen den einzelnen Kanälen; überdies ermöglicht  dieses Verfahren einen Betrieb mit einer minimalen       Frequenzbandbreite    entsprechend einer     Einseitenband-          Trägerfrequenzübertragung,    d. h. ca. 4     kHz    pro     Telefo-          niekanal.     



  Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die  auf m parallelen Kanälen anstehenden Sprechsignale  sendeseitig in     Signalintervalle    gleicher Zeitdauer zerlegt,  die Amplituden jedes Signalintervalls in n     äquidistanten     Zeitpunkten mit einer ersten     Abtastfrequenz        f,    abgeta  stet und die abgetasteten     Amplitudenwerte    im Takt  dieser Frequenz in individuelle Kanalregister in der  Weise eingespeichert werden, dass am Schluss der       Abtastung    eines Signalintervalls jedes Kanalregister  sämtliche     Abtastwerte    dieses Signalintervalls     speichert,

       dass sodann die     Zeitmultiplex-Abtastung    der in den  Kanalregistern gespeicherten     Amplitudenwerte,    Register  für Register, sequentiell mit einer zweiten     Abtastfre-          quenz        Ft    vorgenommen wird, die mindestens das m-    fache der ersten     Abtastfrequenz        f8    beträgt, und dass  die somit in ihrer Zeitdauer ebenfalls mindestens um den  Faktor m     komprimierten    Signalintervalle, deren     Fre-          quenzbandbelegung    dementsprechend um mindestens  denselben Faktor m ausgedehnt ist,

   in zeitlicher     Ver-          schachtelung    über einen gemeinsamen Übertragungska  nal zur Empfangsseite übertragen werden, wo unter  Vornahme der für die Sendeseite     beschriebenen        Verfah-          renschritte    in umgekehrter Reihenfolge die Verteilung  der komprimierten Signalintervalle auf m     empfangskana-          leigene    Register und mittels     Abtastung    dieser Register  mit der ursprünglichen Frequenz     f5    ihre Expansion auf  die     ursprüngliche    Länge und ihre     Übermittlung    auf die  m     

  Empfangskanäle    erfolgt.  



  Gemäss einer Weiterbildung der     Erfindung    wird die  zweite     Abtastfrequenz        f"    nur soviel grösser gewählt als  die erste     Abtastfrequenz        f6,    dass     zwischen    den über  den gemeinsamen     Übertragungskanal    in     zeitlicher    Staffe  lung übertragenen komprimierten Signalintervallen  Übertragungspausen entstehen,

   während welcher     Syn-          chronisiersignale    für eine Synchronisierung des     sende-          und    des empfangsseitigen     Abtastzyklus    übertragen wer  den.  



  Bei Gegensprechbetrieb auf den     Telefoniekanälen     wird die zweite     Abtastfrequenz        f.    des     Abtastzyklus          zweckmässigerweise    nur soviel grösser gewählt als die  erste     Abtastfreqnenz        f",    dass zwischen den über den  gemeinsamen Übertragungskanal in     zeitlicher    Staffelung  übertragenen komprimierten     Sprechsignal-Intervallen     Übertragungspausen von solcher Länge entstehen,

   dass  in diesen Pausen in umgekehrter Richtung die kompri  mierten     Gegensprech-Signalintervalle    und überdies gege  benenfalls     Synchronisiersignale    übertragen werden sowie  auch ein Ausgleich der Laufzeitdifferenzen erfolgt.  



  Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren  beispielsweise näher erläutert: es zeigen       Fig.    1 ein an sich bekanntes     Analog-Schieberegister         für die     Einspeicherung    und     Weiterübermittlung    der  abgetasteten     Amplitudenwerte,          Fig.    2a bis e     Impulsdiagramme    zur Veranschauli  chung des Verschiebeprozesses in einem solchen Regi  ster,

         Fig.    3 eine schematische Darstellung der Speiche  rung und Zeitmultiplex     Abtastung    der     zeitlich        kompri-          mierten        Signalintervalle    gemäss der     Erfindung,          Fig.    4 ein Schema zur Veranschaulichung der     sende-          seitigen    Kompression,

   der zeitverschachtelten     übertra-          gung    und der     empfangsseitigen    Expansion der     Sprechsi-          gnal-Intervalle    gemäss der     Erfinding,          Fig.    5 ein     Diagramm    zur Gegenüberstellung der bei  einer     Einseitenband-Frequenzmultiplex-Übertragung    und  der bei der     Zeitmultiplex-Übertragung    gemäss der       Erfindung    benötigten     Frequenzbandbreiten,

            Fig.    6 eine schematische Darstellung des     übertra-          gungsvorgangs    beim Gegensprechen auf     einer        2-Draht-          Leitung.     



  Beim erfindungsgemässen Verfahren wird ein     über-          tragungsprinzip    verwendet, für das sich in der Fachwelt  die Bezeichnung      Burst-Kompression         eingebürgert    hat.

    Dabei werden die mit einer bestimmten     Geschwindigkeit     eintreffenden     Informationssignal-Gruppen        in    der Rei  henfolge ihres Eintreffens gespeichert und anschliessend  mit einer höheren Geschwindigkeit abgetastet und auf  den     Übertragungskanal    ausgesendet: Am     Empfangsort     kann wieder eine  Expansion , d. h. eine Wiederherstel  lung der ursprünglichen     Signalfrequenz        mittels    neuerli  cher Zwischenspeicherung und     Abtastung    mit der ur  sprünglichen Geschwindigkeit     erfolgen.    Bei diesem Ver  fahren gewinnt man     Übertragungszeit,    d. h.

   Zeitinterval  le zwischen den komprimierten     Signalgruppen,    während  welcher Intervalle der     Übertragungskanal    für die über  mittlung anderer     Informationen    zur     Verfügung    steht;  andererseits benötigt man wegen der höheren Signalfre  quenz auch ein breiteres Frequenzband, so dass das für  die     Übertragung    einer bestimmten Informationsmenge  massgebende Produkt  Frequenzband mal     übertra-          gungszeit     per Saldo konstant bleibt.  



  Die bei der     Burst-Kompression    entstehenden Pausen  zwischen den Signalgruppen bieten sich naturgemäss  insbesondere für eine     Zeitmultiplex-Übertragung    von  weiteren Eingangssignalen an, die auf einer     Vielzahl    von  Kanälen eintreffen,     gespeichert    und nacheinander abge  tastet werden. In der     Telegraphie-Übertragungstechnik     wird dieses Verfahren insbesondere bei der     Übertragung     mehrerer     (in    der Praxis nicht mehr als vier) Fernschreib  nachrichten mit verkürzter Schrittlänge über einen Funk  kanal verwendet (siehe z. B. K. Steinbuch  Taschenbuch  der Nachrichtenverarbeitung ,     Springer    1962, S. 880).

    



  Bei der Übertragung von     analogen    Sprachsignalen  gibt es nun - im Gegensatz zu     Telegraphiesignalen,    bei  denen stets gleich lange Gruppen von digitalen Codeele  menten     (Telegraphieschritten)    definierter Länge in Ge  stalt von     Telegraphiezeichen    auftreten - a     priori    keine  vorgegebenen Signallängen.

   Beim     erfindungsgemäss    vor  geschlagenen Verfahren wird daher eine Zerlegung der  auf den parallelen Fernsprechkanälen anstehenden  Sprechsignale     in    Abschnitte gleicher Zeitdauer     vorgese=          hen.       Die auf einer Anzahl     Fernsprechkanäle        (TfK,        Fig.    3,  4) eintreffenden Signale werden     in    regelmässigen  Zeitabständen abgetastet (z.

   B.     mit    einer     Abtast-Fre-          quenz    von     f.    = 8     KHz).    Die bei den     Abtastungen          erfassten        Amplitudenwerte    des analogen Sprechsignals in  jedem Kanal werden     mit    der durch die     Abtastfrequenz     bestimmten Geschwindigkeit     in    ein kanaleigenes Regi  ster eingegeben, und zwar so, dass dieses Register, wenn  es vollständig gefüllt ist, sämtliche     Werte    eines     Signalin-          tervalls    speichert.  



  Ein solches Register muss also - wenn es sich um  ein Analog-Register handelt - so viele     Analob    Spei  cherelemente umfassen,     wie    ein     Signalintervall        Abtast-          werte    enthält, und jedes Speicherelement soll einen       Abtastwert        speichern.    Als     Kurzzeit-Speicherelemente    für  analoge     Spannungswerte    eigenen sich vorzugsweise Kon  densatoren.

   Dabei könnte die     Abtastung    und Speiche  rung des auf einem Kanal eintreffenden Fernsprechsi  gnals     naheliegenderweise    so     erfolgen,    dass der     Fern-          sprechkanal    über je einen     Zweirichtungs-Schalter    (z. B.       symmetrischer        Transistor)    mit der freien Belegung je  eines Speicherkondensators verbunden ist, dessen zweite  Belegung an festem     Potential    (z. B. an Erde) liegt.

   Ein  elektronischer Ringverteiler     mit        ebensovielen        bistabilen     (oder monostabilem) Stufen, wie das Register Speicher  kondensatoren     enthält,        liefert    bei     Zuführung    von     Fort-          schaltimpulsen    der Reihe nach am Ausgang jeder Stufe  einen     Steuerimpuls,    welcher den zum entsprechenden  Speicherkondensator     führenden    Schalter kurzzeitig       schliesst    (Basis-Steuerung der Schalttransistoren).

   Somit  werden sukzessive Augenblicks-     Amplitudenwerte    des       Fernsprechsignals    auf     benachbarte    Speicherkondensato  ren des     Kanalregisters    geleitet und darin     gespeichert;

       zwischen dem     Eingangskanal    und jedem Schalter werden       zweckmässigerweise    noch Verstärker mit hohem Ein  gangswiderstand und kleinem     Ausgangswiderstand    vor  gesehen, damit einerseits das     Fernsprechsignal    bei der       Abtastung    nicht belastet wird und andererseits die       Aufladung    der Kondensatoren auf den     Abtastwert    rasch  erfolgen kann.  



  Dieses     naheliegende    Verfahren weist aber einige  Nachteile auf: Zunächst bringt die     Verwendung    von  Ringverteilern einen     ziemlich    grossen Aufwand mit sich;  es muss ja nicht nur ein     Verteiler        für    den soeben  beschriebenen     Einspeicherungsvorgang    vorgesehen     sein,          sondern    es müsste (wie später noch näher     ausgeführt     wird) durch weitere     Verteiler    dafür gesorgt werden, dass  die (eventuell in Hilfsspeicher     umgespeicherten)

          Abtast-          Werte    während des folgenden     Abtastzyklus    in schneller  Folge     neuerlich    abgetastet und Kanal für Kanal     im          Zeitmultiplex    zur gemeinsamen Übertragungsstrecke       übermittelt    werden.

   Abgesehen von dem     Verteiler-Auf-          wand        (je    ein elektronischer     Verteiler    mit relativ langsa  mem     Umschalt-Takt    muss ja auf jeden Fall für die  sende- und empfangsseitige     Kanalabtastung    vorgesehen  sein) sind aber solche elektronischen Schaltungen nicht  immer zuverlässig;

   namentlich bei der     Schnellabtastung     der     gespeicherten        Abtast-Werte    kann es     vorkommen,     dass eine bistabile Verteilerstufe entweder  hängen  bleibt  oder übersprungen wird, was naturgemäss zu       Signalverzerrungen    und     zur    Notwendigkeit zusätzlicher       Synchronisiermassnahmen        führt.     



  Das im folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel  verzichtet daher auf eine Steuerung durch Impulsvertei  ler und macht von Kanalregistern Gebrauch, die man als        Analog-Schieberegister     bezeichnen     kann.     



  Ein solches     Analog-Schieberegister    kann z. B. in der      Weise verwirklicht werden, wie dies     in    der britischen  Zeitschrift  Nature  Januar 1952, S. 148 beschrieben ist  (Artikel von     Janssen).    Danach ist eine Reihe von  Speicherkondensatoren vorgesehen, zwischen denen  durch kurzzeitiges Schliessen entsprechender Schalter  Ladungen übertragen werden (s.     Fig.    1).

   Dabei werden  durch periodisches Abtasten des anstehenden Analogsi  gnals aus diesem Signal     Momentanwerte        ( samples )     herausgeschnitten; dies geht in der Weise vor sich, dass  am Beginn des     Abtastvorganges    für einen Signalab  schnitt (ein Intervall) der erste Schalter     S1,    der den  Eingang des Analog- Schieberegisters mit der freien  Belegung des ersten Kondensators     Cl    verbindet, durch  einen Impuls     J11    der Impulsfolge     J1    für eine     kurze     Zeit geschlossen wird;

   dadurch wird der Kondensator       Cl    auf den in diesem Zeitpunkt anstehenden Span  nungswert des Eingangssignals     Uo    aufgeladen und spei  chert diesen Wert nach dem unmittelbar darauf erfolgen  den öffnen dieses Schalters bis zum neuerlichen     Schlies-          sen    von     Sl,    das eine Zeit T später durch den nächsten  Impuls     J12    der     Schaltimpulsfolge        J,    erfolgt. T ist die  Periode der     Abtastungen        ( samplings ),    so dass die       Abtast-Frequenz        f3    z.

   B. für einen Wert T = 125     ,us    8       kHz    beträgt. Unmittelbar vor dem neuerlichen Schliessen  von     S,    - und zwar hat diese     Zeitdifferenz    gemäss     Fig.     2 den Wert     z    - wird nun ein kurzer Zeitimpuls     J21     der Impulsfolge     J2    an den elektronischen Schalter     S2     zugeführt, so dass     SZ    bei der     Vorderflanke    von     J21     schliesst und bei seiner Rückflanke wieder geöffnet wird;

    zwischen jedem Kondensator und dem nachfolgenden  Schalter sollen (nicht dargestellte) Verstärker mit hohem       Eingagswiderstand,    niedrigem Ausgangswiderstand und  dem     Spannungs-Verstärkungsfaktor    1 vorgesehen sein,  was zur Wirkung hat, dass jeder Kondensator seine  Spannung genügend lange behält und im Moment des  Schliessens eines Schalters wie beispielsweise     S2    im  Zeitpunkt der     Vorderflanke    von     J21    der nächste Kon  densator     (C2)    unmittelbar     (niederohmiger    Verstärker  ausgang!) den Spannungswert des ersten Kondensators       (Cl)

      übernimmt und bis zum neuerlichen     Schliessen    von       S2    (nach der Zeit T) speichert.  



  Nach dieser     Übernahme    des zunächst in     Cl    gespei  cherten ersten     Abtast-Wertes        Uol    durch den Kondensa  tor     C2    wird dem ersten Kondensator     (Cl)    nach dem  Zeitintervall     v    durch neuerliches Schliessen des Schal  ters     S,    (Schaltimpuls     J12)

      der nächste     Abtast-Wert    der  Eingangsspannung     Uo    zugeführt und bewirkt eine  Umladung von     Cl    auf diesen Wert (auch dem Schalter       S1    ist ein Verstärker der oben     spezifizierten    Art  vorgeschaltet)  Wie aus den Kurven der     Fig.    2a<B>...</B> e unmittelbar  ersichtlich, bewirkt die Zuführung der jeweils um das  Zeitintervall     a    gegeneinander verschobenen Schalt  impulsfolgen     J,    ...

       J"    mit der Periode T an die  Schalter     S,   <B>...</B>     S"    eine schrittweise Verschiebung der  eingangsseitig abgetasteten     Abtast-Werte    des Signals       UO    und das  Nachschieben  des nachfolgenden Ab  tast-Wertes in den Kondensator, dessen Spannungswert  unmittelbar zuvor (Verzögerung z) vom nächsten Kon  densator übernommen wurde.  



  Die Impulsfolge für jeden Schalter wird     zweckmässi-          gerweise    aus der Impulsfolge für den     unmittelbar    nach  folgenden Schalter durch Verzögerung der Impulse um  die Zeit z abgeleitet und die Impulsfolge für den letzten  Schalter einem Impulsgenerator entnommen. Zur Im  pulsverzögerung können bekannte Mittel wie z. B. mo-         nostabile        Multivibratoren,    Verzögerungsleitungen mit       Anzapfungen    usw. verwendet werden.  



  Hat ein einem Fernsprechkanal zugeteiltes     Analog-          Schieberegister    der geschilderten Art z. B. 24     Kondensa-          s    toren und wählt man     Schalt-Impulsfolgen,    z. B. mit der  Periode T =     125,us,    so ergibt sich nach     einer    Zeit  24 - T =     3ms    vom Beginn der     Abtastung    folgende  Situation: der erste Kondensator     (Cl)    speichert den 24.

         Abtastwert    (dies soll der letzte     Abtastwert    eines Signalin  lo     tervalls    von     3ms    sein),     während    die folgenden Kondensa  toren (2 bis 24) sämtliche vorhergehenden     Abtastwerte     bis zum ersten Wert speichern, der sich jetzt im letzten  Kondensator     (C24)    befindet.

   Dabei muss allerdings die  Bedingung       1s        n-z < T       erfüllt sein, wo n die Zahl der     Abtastungen    je Signalin  tervall und r die Verzögerung zwischen den Impulsfol  gen ist; im gewählten Beispiel muss diese Verzögerung  also kleiner sein als
EMI0003.0094  
       ,us,    was     in    der     Praxis     leicht verwirklicht werden kann. Ist diese     Bedingung     nicht erfüllt, so können sich Signalverzerrungen ergeben,  da z. B- zwei benachbarte Kondensator den gleichen  Wert speichern können. Man wird     a    sogar noch kleiner  wählen (z.

   B. gleich der     Hälfte    von
EMI0003.0101  
   ), um genü  gend Zeit für die Schaltoperationen zu     gewinnen,    die für  die nach Füllung des Kanalspeichers vorzunehmende       Schnellabtastung    erforderlich sind, von der im folgenden  noch     ausfübrlich    gesprochen werden soll.  



  Diese     Schnellabtastung,    die zur zeitlichen Kompres  sion der gespeicherten     Abtast-Signale    und zu ihrer  Übermittlung auf die gemeinsame Übertragungsstrecke  dient, soll ohne Unterbrechung der     Langsamabtastung     vorgenommen werden. Dies kann so geschehen, dass  unmittelbar nach der Speicherung des letzten     Abtast-          Wertes    im ersten Kondensator     Cl    ein dem ersten  Kanalregister (R)     zugeteiltes    und ihm völlig nachgebilde  tes     Hilfsregister    (HR) sozusagen eine  Momentaufnah  me  des Hauptregisters macht, d. h. seinen momentanen  Inhalt abliest und speichert (s.     Fig.    3).

   Dies muss in dem  Zeitintervall zwischen der Einspeicherung des     letzten     (vierundzwanzigsten)     Abtast-Wertes    im ersten Konden  sator und dem im letzten Kondensator     (C24)    um die Zeit       T-na    später erfolgenden Spannungssprung vom ersten  auf den zweiten     Abtast-Wert    geschehen, weil sonst eine  Signalverzerrung in dem Sinn auftreten würde, dass die  beiden letzten Kondensatoren den zweiten     Abtast-Wert     und noch ein Verzögerungsintervall später der vorletzte  Kondensator (wie der drittletzte) den dritten     Abtast-          Wert    und der letzte Kondensator den zweiten     Wert     speichern.

   Wenn aber na     beträchtlich    kleiner ist als die       Abtastperiode    T (s.o.), bleibt für die Füllung des  Hilfsregisters HR ein genügendes Zeitintervall, ohne  dass     Abtastwerte    verlorengehen.  



  Die     Langsam-Abtastung    der auf den parallelen  Fernsprechkanälen eintreffenden Signale schreitet nun  auf allen Kanälen parallel fort, d. h. die homologen  Signalwerte auf sämtlichen (z. B. 6) Fernsprechkanälen  werden jeweils zur gleichen Zeit abgetastet. Unmittelbar  nach     Abtastung    des letzten (z. B. 24.     ten)    Signalwertes  jedes     Kanal-Signalintervalls    seiner Einspeicherung in  den jeweils ersten Kondensator eines jeden Kanalregi  sters sind also sämtliche Kondensatoren in allen Kanal  registern mit den     Abtast-Werten    der jeweiligen Signalin  tervalle gefüllt.

        Die Übernahme dieser Werte in die     jeweiligen          Hilfsregister,    von denen je     eines    jedem Hauptregister       zugeteilt    ist, erfolgt,      zerstörungsfrei ,    so dass der       Abtastvorgang    auf den     Fernsprechkanälen    und in den  Hauptregistern ungehindert und ohne Unterbrechung  weitergehen kann.     Unmittelbar    nach dem     Spannungs-          sprung    des ersten     Kondensatores    in jedem     Hauptregister     vom vorletzten auf den letzten, also z.

   B. vom 23. auf  den 24.     Abtast-Wert    und     innerhalb    des Zeitintervalls T  nz nach diesem     Spannungssprung    erfolgt das  Able  sen  des     gespeicherten    Inhalts der Hauptregister durch  die     Hilfsregister    und die     Speicherung    der abgelesenen       Abtastwerte    für alle Kondensatoren in     sämtlichen          Hauptregistern    simultan und parallel in genau derselben  Weise, wie dies weiter oben für die     Übernahme    des       Spannungswertes    eines Kondensators durch den näch  sten Kondensator geschildert wurde.  



  Dazu sind weitere elektronische Schalter S vorgese  hen, von denen je einer zwischen jedem Kondensator  eines Hauptregisters R und dem homologen Kondensa  tor des zugehörigen Hilfsregisters HR angeordnet ist (s.       Fig.    3); wiederum ist einem jeden Schalter S     zweckmäs-          sigerweise    ein Verstärker mit hoher Eingangsimpedanz,  niedriger Ausgangsimpedanz und der Spannungsverstär  kung 1 vorgeschaltet, so dass die     Hauptregister-Konden-          satoren    nicht belastet sind und die     Aufladung    der       Hilfsregister-Kondensatoren    auf den abgelesenen Wert  in sehr kurzer Zeit erfolgen kann.  



  Nach kurzer gleichzeitiger     Schliessung    sämtlicher  elektronischer Schalter S- und somit kurz vor     Beginn    der       Abtastung    des nächsten Signalintervalls in sämtlichen       Hauptregistern    - ergibt sich somit folgende Situation:

    Die Kondensatoren Co der Hauptregister speichern  ebenso wie die homologen     Hilfsregister-Kondensatoren          C,    die     Abtast-Werte    des ersten Signalintervalls; dabei  sind sämtliche Schalter S wieder geöffnet,

   so dass die       niederohmigen    Ausgänge der den Schaltern S vorge  schalteten Verstärker von den     Hilfsregister-Kondensato-          ren    abgeschaltet sind und diese Kondensatoren     somit     ihre Spannungswerte halten und für einen zweiten   gegenüber dem ersten     Abtastvorgang    beschleunigten  Abtastprozess zur Verfügung stehen" der im     Hinblick    auf  die     Zeitmultiplex-Übertragung    über die gemeinsame  Übertragungsstrecke vorgenommen wird.  



  Dieser zweite, mit einer höheren Frequenz f,  vorgenommene     Abtastprozess    unterscheidet sich vom  ersten dadurch, dass die     Abtastung    der einzelnen kanal  eigenen Hilfsregister     HR    für die homologen Kondensa  toren in diesen Registern nicht simultan erfolgt;     vielmehr     werden die Signalwerte für jedes Hilfsregister sequentiell       ausgespeichert    und zum gemeinsamen     übertragungska-          nal        (Draht    oder Funk) übermittelt, wonach derselbe  Prozess für das     Hilfsregister    des folgenden Fernsprech  kanals     TfK    wiederholt wird usw.

   Ein zweiter Unter  schied liegt in der     Natur    der Sache und ist dadurch  gegeben, dass am Eingang der     Hilfsregister    HR keine  neue Information ansteht; diese Eingänge können also  z. B. einfach geerdet sein, so dass beim kurzzeitigen  Schliessen des zwischen dem Eingang und dem ersten  Kondensator     (Cl')    eines Hilfsregisters befindlichen  Schalters     S1'    (die     Hilfsregister    sind ja den Hauptregi  ster völlig     nachgebildet    und haben somit ebenfalls  entsprechende Schalter zwischen den Speicherstufen)

   am  Beginn der     Schnellabtastung    eines     Hilfsregisters    dieser  erste Kondensator des     Hilfsregisters    völlig entladen wird  und den Spannungswert  Null  enthält.  



  Bei der     Schnellabtastung    werden also - genau wie    bei der     Langsam-Abtastung    für die Hauptregister - an       alle    elektronischen Schalter der     Hilfsregister        Schaltim-          pulsfolgen    mit ein und derselben Periode T' zugeführt,  und zwar ebenfalls so, dass jede an einen Schalter  zugeführte Impulsfolge gegenüber der an den nächsten  Schalter (in Richtung vom Anfang zum Ende des  (Hilfsregisters) zugeführten     Impulsfolge    eine Phasenver  zögerung aufweist, die einer     Zeitdifferenz    z' entspricht.

    Umgekehrt weist     somit    jede an einem Schalter wirksame  Impulsfolge gegenüber der an den vorhergehenden  Schalter zugeführten Impulsfolge einen     Phasenvorsprung     entsprechend der Verzögerungszeit z' auf.  



  Am     Beginn    des     Schnellabtastprozess    sind     sämtliche          Hilfsregister    HR mit den     Abtast-Werten    des unmittelbar  vorher abgetasteten     Signalintervalls        gefüllt.        Während     sich nun die Hauptregister R in der     obenbeschriebenen     Weise parallel fortschreitend     mit    den     Abtast-Werten    des  nächsten     Signalintervalls    füllen,

   geht die     Schnellabta-          stung    der     Hilfsregister    HR und die     Übermittlung    der  darin gespeicherten     Abtast-Werte    auf den     gemeinsamen     Übertragungskanal so vor sich, dass ein Hilfsregister  nach dem anderen geleert wird und somit zuerst die im  ersten Hilfsregister gespeicherten Signalwerte seriell aus  gespeichert und zur     Übertragungsstrecke    übermittelt  werden, unmittelbar darauf (oder nach einer Pause) die       Ausspeicherung    der im zweiten     Hilfsregister    gespeicher  ten     Abtastwerte    erfolgt usw.,

   so dass gerade bei Vollen  dung des langsamen     Abtastzyklus    für das nächste Signal  intervall auch die     Ausspeicherung    der zuvor im letzten  (z. B. sechsten)     Hilfsregister        befindlichen        Abtast    Werte  des ersten     Signalintervalls    des letzten     Fernsprechkanals     abgeschlossen ist.  



  Die schnellen     Schaltimpulsfolgen    mit der Frequenz  f, und der Periode T' werden also in der ersten       Schnellabtast-Phase    nur den elektronischen Schaltern  des ersten     Hilfsregisters        zugeführt,    in der zweiten Ab  tastphase nur den Schaltern des zweiten     Hilfsregisters     usw. Dies kann in bekannter Weise mittels eines elektro  nischen Verteilers geschehen; derselbe Verteiler, (Zeit  multiplex), der in     Fig.    3 schematisch als mechanischer  Drehschalter Sm dargestellt ist, kann auch die sukzessi  ve Verbindung der     einzelnen    Hilfsregister mit der ge  meinsamen     Übertragungsstrecke    steuern.  



  Eine untere Grenze für die     Schnell-Abtastfrequenz     f, ist     dadurch    gegeben, dass in dem für die Langsam  Abtastung eines     Signalabschnittes    erforderlichen Zeitin  tervall die     Schnell-Abtastung    sämtlicher (z. B. 6) Hilfsre  gister HR abgeschlossen sein muss. Somit muss die       Schnell-Abtastfrequenz    f, wenn die Zahl der Fern  sprechkanäle gleich m ist, mindestens das m = fache der       Langsam-Abtastfrequenz    betragen (z.

   B. das     6-fache)    in  Praxis wird man jedoch, um Zeit für die Übermittlung  von Betriebssignalen zu gewinnen     (Synchronisiersignale     u. ä.), die     Schnell-Abtastfrequenz    noch höher wählen.  



  Die     Schnellabtast-Schaltimpulsfolgen,    die für jeden  Schalter des z. B. dem ersten Fernsprechkanal zugeteil  ten Hilfsregisters um die Zeit     i        verzögert    sind (s.o.),  beginnen jeweils mit einem Schaltimpuls der an den  letzten Schalter (also z. B. S'24)     zugeführten    Impulsfol  ge. Kurz zuvor (um die Zeit T' früher) wird der letzte  Kondensator (z.

   B.     Q4)    über den     Zeitmultiplex-Abtaster     S     (Fig.    3) mit dem gemeinsamen     Übertragungskanal     verbunden, so dass der in diesem Kondensator gespei  cherte erste     Abtast-Wert    des ersten     Signalintervalls    im  ersten Kanal auf diesen     Übertragungskanal    übermittelt  wird.

   Beim Schliessen des Schalters     S24    durch den ersten      Impuls der     Schnell-Abtastfolge    J'24 übernimmt     C'24     den     Abtast-Wert    von     C'23    und dieser entspricht dem  zweiten     Abtastwert    des ersten     Signalintervalls    im ersten  Kanal, so dass jetzt dieser Wert zum gemeinsamen  Übertragungskanal übermittelt und im zeitlichen Ab  stand T' hinter dem ersten Wert übertragen wird.

   Auf  Grund der zwischen den einzelnen     Schaltimpulsfolgen     vorgesehenen Verzögerung     r'    pflanzt sich nun der  Vorgang des Schliessens der Schalter     S'23    bis     S'1    mit  den     Zeitimtervallen    z' fort, und zwar wird die Zeit     i          zweckmässigerweise    wieder so     gewählt,    dass n     -,r'    (n  ist die Zahl der Speicherkondensatoren in einem     Hilfs-          speicher,    also z.

   B. 24) kleiner ist als die Periode T' der       Schaltimpulsfolgen.    Somit hat der Prozess des     Schlies-          sens    aufeinanderfolgender Schalter das gesamte Hilfsre  gister HR vom Ende zum Anfang bereits durchlaufen  und die Verlagerung sämtlicher in den Kondensatoren  gespeicherten     Abtast-Werte    um eine Nummer     in    Vor  wärtsrichtung bewirkt,

   bevor der Schalter     S'24    durch  den nächsten Schaltimpuls der an diesem Schalter  wirksamen Impulsfolge     J'24    neuerlich geschlossen wird  und den nunmehr im vorletzten Kondensator gespeicher  ten dritten     Abtast-Wert    des ersten Signalintervalls im  ersten Kanal wiederum im zeitlichen Abstand T' gegen  über dem zweiten     Abtast-Wert    zum letzten Kondensator       C'24    und somit zur gemeinsamen     Übertragungsstrecke     übermittelt.  



  Es findet also jeweils innerhalb einer     Schnell-Abtast-          periode    T' eine Verschiebung der gespeicherten     Abtast-          Werte    um einen Schritt und das  Hinausschieben  des  im letzten Kondensator     (C24)    gespeicherten Wertes auf  die Übertragungsstrecke statt. Der Vorgang entspricht  durchaus der sequentiellen Leerung eines bekannten  digitalen Schieberegisters durch  Hinausschieben  der  darin gespeicherten binären     Information    (Parallel-Serie  Umsetzung).

   Genau wie in jenem Fall werden     eingangs-          seitig     Nullen nachgefüllt , d. h. der erste Schalter     in     jedem Hilfsregister verbindet, wenn er schliesst, die freie  Belegung des ersten Kondensators     C',    mit Nullpoten  tial (Erde), so dass     C'1    - und später somit C'2,     C'3     usw. - im gleichen Takt mit dem  Überlaufen  der  Information am Ausgang des     Hilfsregisters    HR und ihrer  Übermittlung zur Übertragungsstrecke mit Nullinforma  tion  nachgefüllt  werden.  



  Nach     Ausspeicherung    und     Übertragung    sämtlicher       Abtastwerte    im ersten Hilfsregister sind dessen sämtliche  Kondensatoren demnach völlig entladen und stehen für  die später     erfolgende    Speicherung des zweiten Signalin  tervalls im ersten Fernsprechkanal zur Verfügung. Die       Schalt-Impulsfolgen    für das erste Hilfsregister werden  jetzt - vorzugsweise (wenn die     Abtastfrequenz        fz    dies  erlaubt) nach Ablauf eines kleinen Zeitintervalls, s.o.

     auf das zweite Hilfsregister HR geleitet, und gleichzeitig  wird das zweite Hilfsregister durch den     Zeitmultiplex-          Abtaster    Sm     (Fig.    3) mit der gemeinsamen Übertra  gungsstrecke verbunden. Die     Zeitmultiplex-Kanalum-          schaltung    und die Umleitung der     Schaltimpulsfolgen    vom  ersten auf das zweite     Hilfsregister    kann naturgemäss  mittels ein- und desselben elektronischen Verteilers von  an sich bekanntem Typ verwirklicht werden.  



  Der oben geschilderte     Schnellabtast-Prozess    wieder  holt sich nun (während die     Lagsam-Abtastung    des  zweiten Signalintervalls auf     sämtlichen    Kanälen parallel  fortschreitet) für das zweite, dann für das dritte     Hilfsre-          gister    usw., bis sämtliche     Hilfsregister    völlig     entleert    sind  und ihr Inhalt Register für Register, sequentiell zur  gemeinsamen Übertragungsstrecke übertragen wurde.

      Die dafür     erforderliche    Zeit ist nicht länger als die zur       Langsamabtastung    des nächsten Signalintervalls in den  Hauptregistern R benötigte Zeit, so dass die nunmehr in  den Hauptregistern gespeicherten     Abtast-Werte    des       zweiten        Signalintervalls    sämtlicher Kanäle durch kurzzei  tiges Schliessen der zwischen den homologen Kondensa  toren der Haupt- und der Hilfsregister angeordneten  Schalter von den Hilfsregistern zwecks neuerlicher       Schnellabtastung    übernommen werden können.  



  Die Einrichtung kann in der Weise vereinfacht  werden, dass die soeben     erwähnten,    zur parallelen und  simultanen Füllung der     Hilfsregister    dienenden elektro  nischen Schalter ebenso wie die     ihnen    vorgeschalteten  und weiter oben näher     spezifizierten    Verstärker doppelt  ausgenützt werden können;

   sie werden nämlich nach  ihrer kurzzeitigen Betätigung vor Beginn einer Schnell  abtastung bis zum Beginn der nächsten     Schnellabtastung     nicht mehr benötigt und können unmittelbar nach dieser  Betätigung für die Funktion des     Übertragens    der      sam-          pling -Werte    zwischen den Kondensatoren der     Hilfsregi-          ster    HR ausgenützt werden.

   Dies kann durch an sich  bekannte zweipolige Umschalter (bistabile elektronische  Kippschaltungen) verwirklicht werden, die     unmittelbar     nach Übernahme der      sampling -Werte    durch die Hilfs  register jeden zwischen einem Kondensator eines Haupt  register R und dem homologen Kondensator des zugehö  rigen Hilfsregisters HR angeordneten Schalter mit sei  nem vorgeschalteten Verstärker in die zweite Stellung        Schnellabtastung     umschalten. Da jeder dieser Schalter  mit einer seiner Klemmen ständig mit der freien Bele  gung eines     Hilfsregisters-Kondensators    (z.

   B.     C'3)    ver  bunden bleibt, braucht dabei nur der Eingang des diesem  Schalter vorgeschalteten Verstärkers vom homologen  Kondensator (d. h. in diesem Fall     C3)    abgeschaltet und  mit der freien Belegung des vorhergehenden     Kondensa-          tors    (also C'2) des Hilfsregisters HR verbunden zu  werden; elektronisch kann dies z.

   B. mit     einem    einzigen  bistabilen     Flip-Flop    und einer Reihe von     Transistor-          Weichenschaltern    verwirklicht werden, wobei jeder Wei  chenschalter aus zwei (z B. symmetrischen) Transistor  schaltern besteht, deren erste Klemmen jeweils zusam  mengeschaltet und mit dem Eingang     eines    einem Schal  ter S vorgeschalteten Verstärkers     verbunden    sind, wäh  rend die zweite Klemme des einen Transistors mit der  freien Belegung des homologen     Hauptregister-Konden-          sators    (also z.

   B.     Cs    und die zweite Klemme des  anderen Transistors mit der freien Belegung des vorher  gehenden     Hilfsregister-Kondensators    verbunden ist. Die  komplementären     Flip-Flop-Ausgänge    steuern     sämtliche     Transistorpaare an ihren Basiselektroden. In der ersten  kurzzeitigen     Flip-Flop-Stellung         Parallel-Auslesen    in die  Hilfsregister  leiten jeweils die ersten Transistoren jeder  Weiche und verbunden jeden     Hauptregister-Kondensa-          tor    (z.

   B.     C3    über den besagten Verstärker und den  (durch das     Flip-Flop-Signal    ebenfalls geschlossenen ent  sprechenden Schalter S mit der freien Belegung des  homologen     Hilfsregister-Kondensators    (also     C3    ), so  dass der letztere den     Abtast-Wert    aus dem     Hauptregi-          ster-Kondensator    ablesen und speichern kann;

   dagegen  wird in der zweiten     Flip-Flop-Stellung         Schnellabta-          stung     in jeder Weichenschaltung der erste Transistor       gesperrt    und auch der zugehörige Schalter S zunächst  geöffnet, während umgekehrt, der zweite Transistor  leitend gesteuert wird und jetzt eine Verbindung zwi  schen dem Verstärker-Eingang und der freien Belegung  des jeweils vorhergehenden     Hilfsregister-Kondensators     (hier also C'2) schafft. Diese zweite     Flip-Flop-Stellung         wird während der Dauer des gesamten     Schnellabtast-          Prozesses    beibehalten.  



  Es gibt auch Möglichkeiten (die hier nicht     detailliert     untersucht werden sollen), um die Hilfsregister (HR)  überhaupt einzusparen und die     Schnellabtastung    in den  Hauptregistern R gleichzeitig mit der     Langsam-Abtas-          tung    des folgenden Signalintervalls vorzunehmen. Dabei  müsste die sequentielle Einspeicherung der     Abtast-Werte     der einzelnen Fernsprechkanäle nicht in allen Kanalregi  stern parallel fortschreiten, sondern (wie dies in     Fig.    4  angedeutet ist) von Kanal zu Kanal in der Weise       verzögert    sein, dass die Summe der Verzögerungen der  Länge eines Signalintervalls entspricht (also z.

   B. bei 24  Kondensatoren je Kanalregister, einer     Abtast-Periode    T  gleich     125,us    sowie einer Kanalzahl m = 6 eine Verzö  gerung von 500     ,us    entsprechend 4 Kondensatoren  zwischen zwei     benachbarten    Registern, so dass die  Summe der Verzögerungen 6 x     500,us    genau der Länge  eines Signalintervalls von 3 ms     entspricht).     



  Die     Schnellabtastung    müsste sofort nach Füllung  eines Kanalregisters mit den     Abtast-Werten    eines Signal  intervalls beginnen, und zwar noch innerhalb des Zeitin  tervalls T bis zur Speicherung des ersten     Abtast-Wertes     des folgenden Signalintervalls im ersten Kondensator  dieses Registers.

   Dabei müsste dieser Kondensator     Cl     bei Beginn der     Schnellabtastung    nicht völlig entladen  werden, da die darin gespeicherte Information (letzter       Abtast-Wert    des ersten Signalintervalls) beim     ausgangs-          seitigen         Überlaufen     des Registers in die ersten  Speicherkondensatoren genauso  nachgefüllt  wird, wie  dies bei dem oben beschriebenen Verfahren     mit    den  Hilfsregistern für die Nullinformation der Fall ist.  



  Bei diesem Verfahren würde die     Schnellabtastung     somit der nachfolgenden     Langsam-Abtastung    sozusagen   davonlaufen  und wäre gerade in dem Zeitpunkt der  kompletten     Füllung    des nächsten Registers (also z. B. 4       Langsam-Abtastperioden    T = 50D Ms nach Beginn der       Schnellabtastung    des ersten Registers abgeschlossen, so  dass die     Schnellabtastung    des nächsten (vollständig  gefüllten) Registers     unmittelbar    anschliessen kann.  



  Die Impulsfolgen für Langsam- bzw.     Schnellabtastung          dürften    hierbei jedoch keineswegs interferieren, es     müss-          te    also dafür gesorgt werden, dass für die Gesamtdauer  der     Schnellabtastung    in jedem Register die zuvor an  sämtliche Schalter S dieses Registers     zugeführten,    gegen  einander zeitlich versetzten Impulsfolgen unterbrochen  und bei Beginn der darauffolgenden     Langsamabtastung     von Schalter zu Schalter schrittweise wieder aufgebaut  werden, bis die     Schnellabtastung    abgeschlossen ist;

   von  diesem Zeitpunkt an können die Impulsfolgen, wie vor  der     Schnellabtastung,    wieder an alle Schalter     zugeführt     werden, und zwar bis zur neuerlichen vollständigen  Füllung dieses Registers.  



  Diese Unterbrechung und der sukzessive Aufbau der       Langsam-Impulsfolgen    während der     Schnellabtastung    er  fordern jedoch     zusätzliche        Massnahmen,    die ziemlich  aufwendig und verwickelt sein können, so dass das an  erster Stelle     geschilderte        Abtastverfahren        trotz    der dabei  verwendeten Hilfsregister im allgemeinen doch einfacher  zu verwirklichen und daher vorzuziehen ist.  



  Die komprimierten Signalintervalle     ( bursts )        mit     der gegenüber der     Langsam-Abtastfrequenz    um den  Kompressionsfaktor k höheren Frequenz der abgetaste  ten     Amplitudenwerte    werden nun in zeitlicher     Ver-          schachtelung    über die gemeinsame Übertragungsstrecke       (Drahtverbindung    oder Funkkanal) zur Empfangsseite  übertragen. Dort erfolgt unter sinngemässer Umkehrung    der beschriebenen Verfahrensschritte die Verteilung der       komprimierten        Signalintervalle    auf m     Empfangskanäle     und ihre Expansion auf die ursprüngliche Länge.  



  Ist der Kompressionsfaktor k genau gleich der  Kanalzahl n, so     schliessen    sich die komprimierten        bursts     bei der     Übertragung    lückenlos aneinander an.  Will man jedoch zwecks Übertragung von Betriebssigna  len (z. B.     Synchronisierimpulsen)    zwischen den      bursts           Übertragungspausen    einlegen     (s.Fig.    4) so muss man die       Schnellabtastung    mit einer noch höheren Frequenz vor  nehmen.

   Das     ursprüngliche        Signalintervall,    das  P = n - T beträgt (n ist die Anzahl der     Langsam-          Abtastungen    je Signalintervall und T die     Abtastperiode),     
EMI0006.0073     
  
    wird <SEP> dabei <SEP> auf <SEP> dt <SEP> = <SEP> k <SEP> verkürzt.       Bei 6 Kanälen (s.     Fig.    4) kann der Kompressionsfak  tor k zwecks Schaffung der Pausen für die     Synchronisier-          impulse    z. B. gegenüber dem     Mindestwert    m = 6     um     10<B>%</B> auf 6,6 erhöht werden (k = 1,1 m).

   Dabei wird  das Sprachband 0,3<B>...</B> 3,4     kHz,    in dem die     ursprüngli-          che    Übertragung auf den Fernsprechkanälen     erfolgt     dementsprechend auf 2<B>...</B> 22     kHz    erweitert. Die     Fre-          quenzbandbelegung    entspricht somit etwa derjenigen  einer     Einseitenband        Trägerfrequenzübertragung,    d. h. ca.  4     kHz    pro Fernsprechkanal.  



  Diese Verhältnisse werden durch das in     Fig.    5  gezeigte Frequenz = Zeit = Diagramm veranschau  licht, in welchem die Übertragung     im        Einseitenband-          Frequenzmultiplex    der komprimierten     Übertragung    im  Zeitmultiplex gegenübergestellt ist.  



  Man spart also gegenüber der     Frequenzmultiplex-          Übertragung    per Saldo weder Zeit noch Frequenzband  ein, doch bietet die      burst         Zeitmultiplex-Übertragung     insofern einen wichtigen Vorteil, als eine     Intermodula-          tion    zwischen den einzelnen Kanälen ausgeschlossen ist.

         Im    Gegensatz zu     Zeit-Multiplexsystemen    mit Kurzim  pulsen wird bei     einer         burst -Dauer    von einigen ms  auch ein durch      Pulsverschmierungen     bei linearen  Verzerrungen der Übertragungskanäle bedingtes Über  sprechen     vermieden.     



  Erhöht man den Kompressionsfaktor k auf etwas  mehr als das Doppelte des zulässigen     Mindeswertes    m,  so entstehen zwischen den      bursts     so grosse Pausen,  dass auf 2 Drahtleitungen ein Gegensprechbetrieb (Dup  lex) möglich wird. Durch eine solche Wahl von K  können auch zusätzliche     Zeitintervalle    für den Ausgleich  der     Laufzeitdifferenzen    berücksichtigt werden. Das be  legte Frequenzband entspricht ungefähr demjenigen bei  einer     Trägerfrequenz-Übertragung    mit richtungsgetrenn  ten     Frequenzbändern.     



  Bei dem     erfindungsgemäss    vorgeschlagenen Verfah  ren können die abgetasteten     Amplitudenwerte    vor ihrer  Speicherung und zeitkomprimierten Übertragung     natur-          gemäss    auch     digitalisiert    werden, dies mit besonderem  Vorteil deshalb, weil dann einfache und raumsparende  digitale Schieberegister (vorzugsweise in     IC-Technik)     Verwendung finden können.     In    Betracht kommt dabei  für. die Codierung der abgetasteten     Signal-Amplituden-          werte    die     Pulscode-Modulation    und namentlich die  Delta-Modulation.  



  Vor der     Übertragung        auf    den gemeinsamen     Zeitmul-          tiplexkanal    werden durch     Demodulation    und     anschlies-          sende    ,     Tiefpassfilterüng    (welche:. letztere naturgemäss  auch vor der Übertragung von -analog gespeicherten       Abtastwerte    notwendig ist) wieder analoge Signale  gewonnen, die ein verkürztes Abbild des ursprünglichen      Signalintervalls mit entsprechend erhöhten Frequenzen  darstellen.  



  Besonders     vorteilhaft    kann das erfindungsgemäss  vorgeschlagene Verfahren in den     Fällen    eingesetzt wer  den, wo es auf eine Verhütung des unbefugten Abhörens  der übertragenen Ferngespräche ankommt. Eine Ent  schlüsselung von     unbefugterweise    empfangene Signalen  ist nur möglich, wenn sowohl die Frequenz als auch der  Kompressionsfaktor bekannt sind.



  Method for multichannel time division multiplex transmission of telephone signals The invention relates to a method for multichannel time division multiplex transmission of telephone signals which can compete with the single sideband carrier frequency method previously mainly used for multiplex transmission over lines and which has important advantages over this.



  There are some characteristic defects inherent in conventional carrier systems, some of which cannot be remedied at all and some of which can only be remedied by costly additional measures. Such disadvantages are e.g. B. complex channel filters as well as the crosstalk caused by non-linear distortions.



  The transmission method proposed according to the invention, which is based on a completely different principle, avoids these disadvantages; In particular, it does not require any filters to separate frequency channels and no measures to avoid crosstalk between the individual channels; Moreover, this method enables operation with a minimum frequency bandwidth corresponding to a single sideband carrier frequency transmission, i. H. approx. 4 kHz per telephony channel.



  The invention is characterized in that the speech signals pending on m parallel channels are broken down on the transmission side into signal intervals of the same duration, the amplitudes of each signal interval in n equidistant times with a first sampling frequency f, sampled and the sampled amplitude values in the cycle of this frequency in individual channel registers in the Are stored in such a way that at the end of the sampling of a signal interval each channel register stores all sampling values of this signal interval,

       that then the time-division multiplex sampling of the amplitude values stored in the channel registers, register by register, is carried out sequentially with a second sampling frequency Ft which is at least m times the first sampling frequency f8, and that the time duration is thus also at least by the factor m compressed signal intervals, whose frequency band occupancy is accordingly expanded by at least the same factor m,

   are transmitted in time interleaving over a common transmission channel to the receiving side, where the distribution of the compressed signal intervals to m receiving channel's own registers and by scanning these registers with the original frequency f5 by performing the process steps described for the transmitting side in reverse order their expansion to the original length and their transmission to the m

  Receiving channels takes place.



  According to a further development of the invention, the second sampling frequency f "is selected to be only so much greater than the first sampling frequency f6 that there are transmission pauses between the compressed signal intervals transmitted over the common transmission channel in staggered times,

   during which synchronization signals for a synchronization of the transmission and the reception scanning cycle are transmitted.



  With intercom operation on the telephony channels, the second sampling frequency f. of the sampling cycle expediently selected only so much larger than the first sampling frequency f "that there are transmission pauses of such length between the compressed speech signal intervals transmitted over the common transmission channel in time graduation,

   that in these pauses the compressed two-way talk signal intervals and also, if necessary, synchronization signals are transmitted in the opposite direction, and the delay differences are also compensated.



  The invention is explained in more detail below with reference to the figures, for example: FIG. 1 shows an analog shift register known per se for storing and forwarding the sampled amplitude values, FIGS. 2a to e are pulse diagrams to illustrate the shifting process in such a register,

         3 shows a schematic representation of the storage and time-division multiplex sampling of the time-compressed signal intervals according to the invention, FIG. 4 shows a diagram to illustrate the compression on the transmission side,

   the time-interleaved transmission and the expansion of the speech signal intervals at the receiving end according to the invention, FIG. 5 shows a diagram to compare the frequency bandwidths required for single sideband frequency division multiplex transmission and the frequency bandwidths required for time division multiplex transmission according to the invention,

            6 shows a schematic representation of the transmission process during two-way communication on a 2-wire line.



  In the method according to the invention, a transmission principle is used for which the term burst compression has become established in the specialist field.

    The information signal groups arriving at a certain speed are stored in the order in which they arrive and then scanned at a higher speed and transmitted to the transmission channel. H. the original signal frequency can be restored by means of renewed intermediate storage and sampling at the original speed. In this process one gains transmission time, i. H.

   Time intervals between the compressed signal groups, during which intervals the transmission channel is available for transmitting other information; on the other hand, because of the higher signal frequency, a wider frequency band is required so that the product frequency band times transmission time, which is decisive for the transmission of a certain amount of information, remains constant on balance.



  The pauses between the signal groups resulting from burst compression are of course particularly suitable for time-division multiplex transmission of additional input signals that arrive on a large number of channels, are stored and scanned one after the other. In telegraphy transmission technology, this method is used in particular for the transmission of several (in practice no more than four) telex messages with a shortened step length over a radio channel (see e.g. K. Steinbuch Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung, Springer 1962, p. 880).

    



  In the transmission of analog voice signals there are now - in contrast to telegraphy signals, in which groups of digital code elements of the same length (telegraphy steps) of defined length in the form of telegraphic characters always occur - no predetermined signal lengths a priori.

   In the method proposed according to the invention, the speech signals present on the parallel telephone channels are therefore broken down into sections of the same duration. The signals arriving on a number of telephone channels (TfK, Fig. 3, 4) are sampled at regular time intervals (e.g.

   B. with a sampling frequency of f. = 8 KHz). The amplitude values of the analog speech signal recorded during the sampling in each channel are entered into a channel's own register at the speed determined by the sampling frequency, in such a way that this register, when it is completely filled, stores all values of a signal interval.



  If it is an analog register, such a register must therefore contain as many analog storage elements as a signal interval contains sample values, and each storage element should store one sample value. Capacitors are preferably suitable as short-term storage elements for analog voltage values.

   The scanning and storage of the incoming telephony signal on a channel could obviously be done in such a way that the telephony channel is connected via a bidirectional switch (e.g. symmetrical transistor) to the free allocation of one storage capacitor, the second allocation of which is at a fixed potential (e.g. at earth).

   An electronic ring distributor with the same number of bistable (or monostable) stages as the register contains storage capacitors, delivers a control pulse at the output of each stage when incremental pulses are supplied, which briefly closes the switch leading to the corresponding storage capacitor (basic control of the Switching transistors).

   Thus, successive instantaneous amplitude values of the telephone signal are passed to adjacent storage capacitors of the channel register and stored therein;

       Between the input channel and each switch, amplifiers with a high input resistance and a small output resistance are expediently seen, so that on the one hand the telephone signal is not burdened during scanning and on the other hand the charging of the capacitors to the sample can be done quickly.



  However, this obvious method has some disadvantages: First of all, the use of ring distributors involves quite a lot of effort; Not only does a distributor have to be provided for the storage process just described, but it would have to be ensured (as will be explained in more detail later) by further distributors that the (possibly relocated in auxiliary storage)

          Sampling values are re-sampled in rapid succession during the following sampling cycle and transmitted channel by channel in time division multiplex to the common transmission link.

   Apart from the distribution effort (an electronic distributor with a relatively slow changeover cycle must definitely be provided for the sending and receiving side channel scanning) such electronic circuits are not always reliable;

   In particular, when the stored sample values are rapidly sampled, it can happen that a bistable distributor stage either gets stuck or is skipped, which naturally leads to signal distortions and the need for additional synchronization measures.



  The embodiment described in the following therefore dispenses with control by pulse distributors and makes use of channel registers that can be referred to as analog shift registers.



  Such an analog shift register can e.g. B. in the manner described in the British journal Nature January 1952, p. 148 (article by Janssen). Thereafter, a series of storage capacitors is provided, between which charges are transferred by briefly closing the corresponding switches (see FIG. 1).

   Instantaneous values (samples) are cut out of this signal by periodic sampling of the analog signal; this is done in such a way that at the beginning of the sampling process for a Signalab cut (an interval) the first switch S1, which connects the input of the analog shift register with the free assignment of the first capacitor Cl, by a pulse J11 of the pulse train J1 is closed for a short time;

   as a result, the capacitor C1 is charged to the voltage value of the input signal Uo present at this point in time and stores this value after this switch is opened immediately afterwards until S1 closes again, a time T later with the next pulse J12 the switching pulse sequence J occurs. T is the period of the samples (samplings), so that the sampling frequency f3 z.

   B. for a value T = 125, us is 8 kHz. Immediately before S closes again - and this time difference according to FIG. 2 has the value z - a short time pulse J21 of the pulse train J2 is now fed to the electronic switch S2, so that SZ closes on the leading edge of J21 and on his Trailing edge is opened again;

    between each capacitor and the subsequent switch (not shown) amplifiers with high input resistance, low output resistance and the voltage gain factor of 1 should be provided, which has the effect that each capacitor retains its voltage for a long enough time and at the moment of closing a switch such as S2 at the time of the leading edge of J21 the next capacitor (C2) immediately (low-impedance amplifier output!) The voltage value of the first capacitor (Cl)

      takes over and saves until S2 closes again (after time T).



  After this transfer of the first sample value Uol, initially stored in Cl, by the capacitor C2, the first capacitor (Cl) is switched to the first capacitor (Cl) after the time interval v by closing the switch S again (switching pulse J12)

      the next sample value is fed to the input voltage Uo and causes a charge reversal of Cl to this value (an amplifier of the type specified above is also connected upstream of switch S1) As from the curves in FIG. 2a... e immediately apparent, causes the supply of the switching pulse sequences J, ...

       J "with the period T to the switch S, <B> ... </B> S" a step-by-step shift of the sampled values of the signal UO sampled on the input side and the subsequent shifting of the subsequent sampled value into the capacitor, its voltage value immediately before (delay z) was taken over by the next capacitor.



  The pulse sequence for each switch is expediently derived from the pulse sequence for the immediately following switch by delaying the pulses by the time z, and the pulse sequence for the last switch is taken from a pulse generator. In the pulse delay known means such. B. monostable multivibrators, delay lines with taps, etc. can be used.



  Has a telephone channel assigned analog shift register of the type described z. B. 24 capacitors and if you choose switching pulse trains, z. B. with the period T = 125 μs, the following situation arises after a time 24 - T = 3 ms from the beginning of the sampling: the first capacitor (C1) stores the 24th.

         Sampling value (this should be the last sampling value of a signal interval of 3ms), while the following capacitors (2 to 24) store all previous sampling values up to the first value, which is now in the last capacitor (C24).

   However, the condition 1s n-z <T must be fulfilled, where n is the number of samples per signal interval and r is the delay between the pulse sequences; In the example chosen, this delay must therefore be less than
EMI0003.0094
       , us, which can easily be realized in practice. If this condition is not met, signal distortions can result because z. B- two adjacent capacitors can store the same value. One will choose a even smaller (e.g.

   B. equal to half of
EMI0003.0101
   ), in order to gain enough time for the switching operations that are required for the rapid scanning to be carried out after filling the channel memory, which will be discussed in detail below.



  This fast scanning, which is used for the temporal Kompres sion of the stored scanning signals and for their transmission to the common transmission link, should be carried out without interrupting the slow scanning. This can be done in such a way that immediately after the last sample value has been stored in the first capacitor C1, an auxiliary register (HR) allocated to the first channel register (R) and completely replicated to it makes a snapshot of the main register, so to speak. H. reads and saves its current content (see Fig. 3).

   This must happen in the time interval between the storage of the last (twenty-fourth) sample value in the first capacitor and the voltage jump from the first to the second sample value that occurs later in the last capacitor (C24) by the time T-na, because otherwise one Signal distortion would occur in the sense that the last two capacitors store the second sample value and a delay interval later the penultimate capacitor (like the third from last) store the third sample value and the last capacitor store the second value.

   If, however, na is considerably smaller than the sampling period T (see above), a sufficient time interval remains for the auxiliary register HR to be filled without the sampling values being lost.



  The slow sampling of the incoming signals on the parallel telephone channels now proceeds in parallel on all channels; H. the homologous signal values on all (e.g. 6) telephone channels are each sampled at the same time. Immediately after sampling the last (z. B. 24 th) signal value of each channel signal interval of its storage in the first capacitor of each Kanalregi star, all capacitors in all channel registers are filled with the sampling values of the respective signal intervals.

        The transfer of these values to the respective auxiliary registers, one of which is assigned to each main register, takes place non-destructively, so that the scanning process on the telephone channels and in the main registers can continue unhindered and without interruption. Immediately after the voltage jump of the first capacitor in each main register from the penultimate to the last, e.g.

   B. from the 23rd to the 24th sample value and within the time interval T nz after this voltage jump, the reading of the stored content of the main register is carried out by the auxiliary register and the storage of the read samples for all capacitors in all main registers simultaneously and in parallel in exactly the same way as described above for the takeover of the voltage value of a capacitor by the next capacitor.



  For this purpose, further electronic switches S are provided, one of which is arranged between each capacitor of a main register R and the homologous capacitor of the associated auxiliary register HR (see FIG. 3); in turn, each switch S is expediently preceded by an amplifier with high input impedance, low output impedance and voltage amplification 1 so that the main register capacitors are not loaded and the auxiliary register capacitors are charged to the read value in a very short time can be done.



  After a short simultaneous closing of all electronic switches S- and thus shortly before the start of the scanning of the next signal interval in all main registers - the following situation arises:

    The capacitors Co of the main register, like the homologous auxiliary register capacitors C, store the sample values of the first signal interval; all switches S are open again,

   so that the low-resistance outputs of the amplifiers connected upstream of the switches S are switched off by the auxiliary register capacitors and these capacitors thus maintain their voltage values and are available for a second sampling process that is accelerated compared to the first sampling process with regard to time-division multiplex transmission is carried out over the common transmission path.



  This second sampling process, carried out with a higher frequency f, differs from the first in that the sampling of the individual channel-specific auxiliary registers HR for the homologous capacitors in these registers does not take place simultaneously; Instead, the signal values for each auxiliary register are sequentially stored and transmitted to the common transmission channel (wire or radio), after which the same process is repeated for the auxiliary register of the following telephone channel TfK, etc.

   A second difference lies in the nature of the matter and is given by the fact that no new information is pending at the input of the auxiliary register HR; these inputs can be B. be simply grounded, so that when the switch S1 'located between the input and the first capacitor (Cl') of an auxiliary register closes for a short time (the auxiliary registers are completely modeled on the main registers and thus also have corresponding switches between the storage stages)

   at the beginning of the rapid scanning of an auxiliary register, this first capacitor of the auxiliary register is completely discharged and contains the voltage value zero.



  With fast scanning - just like with slow scanning for the main registers - switching pulse sequences with one and the same period T 'are supplied to all electronic switches of the auxiliary registers, also in such a way that each pulse sequence supplied to a switch is opposite to that of the the next switch (in the direction from the beginning to the end of the (auxiliary register) supplied pulse train has a phase delay which corresponds to a time difference z '.

    Conversely, each pulse train effective at a switch thus has a phase lead corresponding to the delay time z 'compared to the pulse train fed to the preceding switch.



  At the beginning of the rapid scanning process, all auxiliary registers HR are filled with the scanning values of the signal interval scanned immediately before. While the main registers R are now filling in the manner described above in parallel progressively with the sample values of the next signal interval,

   the rapid scanning of the auxiliary registers HR and the transmission of the scanning values stored therein to the common transmission channel proceed in such a way that one auxiliary register after the other is emptied and thus the signal values stored in the first auxiliary register are first stored serially and transmitted to the transmission path , immediately afterwards (or after a pause) the sampling values stored in the second auxiliary register are saved, etc.,

   so that when the slow sampling cycle for the next signal interval is completed, the sampling of the sampling values of the first signal interval of the last telephone channel previously in the last (e.g. sixth) auxiliary register is also completed.



  The fast switching pulse trains with the frequency f, and the period T 'are therefore only fed to the electronic switches of the first auxiliary register in the first fast scanning phase, in the second scanning phase only the switches of the second auxiliary register, etc. This can be done in a known manner by means of a electronic distribution box happen; the same distributor (time multiplex), which is shown schematically in Fig. 3 as a mechanical rotary switch Sm, can also control the successive connection of the individual auxiliary registers with the common transmission link.



  A lower limit for the fast sampling frequency f is given by the fact that the fast sampling of all (e.g. 6) auxiliary registers HR must be completed in the time interval required for slow sampling of a signal section. Thus, the fast sampling frequency f, if the number of telephone channels is equal to m, must be at least m = times the slow sampling frequency (e.g.

   B. 6 times) in practice, however, in order to gain time for the transmission of operating signals (synchronizing signals, etc.), the high-speed sampling frequency will be selected even higher.



  The Schnellabtast switching pulse trains that for each switch of the z. B. the first telephone channel assigned th auxiliary registers are delayed by the time i (see above), each start with a switching pulse of the pulse sequence fed to the last switch (e.g. S'24). Shortly before this (earlier by the time T ') the last capacitor (e.g.

   B. Q4) via the time-division multiplex sampler S (Fig. 3) connected to the common transmission channel, so that the first sampling value of the first signal interval stored in this capacitor in the first channel is transmitted to this transmission channel.

   When the switch S24 is closed by the first pulse of the fast scanning sequence J'24, C'24 takes over the scanning value from C'23 and this corresponds to the second scanning value of the first signal interval in the first channel, so that this value is now transmitted to the common transmission channel and at a time T 'is transmitted after the first value.

   Due to the delay r 'provided between the individual switching pulse sequences, the process of closing the switches S'23 to S'1 continues with the time intervals z', namely the time i is expediently chosen again so that n -, r '(n is the number of storage capacitors in an auxiliary storage unit, e.g.

   B. 24) is smaller than the period T 'of the switching pulse trains. Thus, the process of closing successive switches has already run through the entire auxiliary register HR from end to beginning and has shifted all the sampled values stored in the capacitors by one number in the forward direction,

   before the switch S'24 is again closed by the next switching pulse of the pulse sequence J'24 effective at this switch and the third sample value of the first signal interval now stored in the penultimate capacitor in the first channel again at a time interval T 'compared to the second Sample value transmitted to the last capacitor C'24 and thus to the common transmission link.



  There is therefore a shift of the stored sampling values by one step and the shifting out of the value stored in the last capacitor (C24) onto the transmission path in each case within a fast sampling period T '. The process corresponds to the sequential emptying of a known digital shift register by shifting out the binary information stored in it (parallel series conversion).

   Exactly as in that case, zeros are filled in on the input side, i. H. the first switch in each auxiliary register, when it closes, connects the free assignment of the first capacitor C 'to zero potential (earth), so that C'1 - and later C'2, C'3, etc. - in the same cycle with the overflow of the information at the output of the auxiliary register HR and its transmission to the transmission link with null information.



  After all the sampled values have been stored and transferred in the first auxiliary register, all of the capacitors thereof are therefore completely discharged and are available for the later storage of the second signal interval in the first telephone channel. The switching pulse trains for the first auxiliary register are now - preferably (if the sampling frequency fz allows this) after a short time interval has elapsed, see above.

     passed to the second auxiliary register HR, and at the same time the second auxiliary register is connected to the common transmission path by the time-division multiplex scanner Sm (Fig. 3). The time-division multiplex channel switching and the rerouting of the switching pulse sequences from the first to the second auxiliary register can of course be implemented by means of one and the same electronic distributor of a type known per se.



  The rapid scanning process described above is repeated (while the Lagsam scanning of the second signal interval progresses in parallel on all channels) for the second, then for the third auxiliary register, etc., until all auxiliary registers are completely emptied and their contents are registers for Register that was transferred sequentially to the common transmission link.

      The time required for this is no longer than the time required for the slow sampling of the next signal interval in the main registers R, so that the sampling values of the second signal interval of all the channels now stored in the main registers by briefly closing the between the homologous capacitors of the main and switches arranged in the auxiliary register can be taken over by the auxiliary registers for the purpose of renewed rapid scanning.



  The device can be simplified in such a way that the electronic switches just mentioned, serving for the parallel and simultaneous filling of the auxiliary registers, as well as the amplifiers connected upstream of them and specified in more detail above, can be used twice;

   After their brief actuation before the start of a rapid scan, they are no longer required until the start of the next rapid scan and can be used immediately after this actuation for the function of transferring the sampling values between the capacitors of the auxiliary registers HR.

   This can be achieved by known two-pole changeover switches (bistable electronic flip-flops), which immediately after the sampling values have been taken over by the auxiliary register, each switch located between a capacitor of a main register R and the homologous capacitor of the associated auxiliary register HR has a switch Switch the upstream amplifier to the second fast scanning position. Since each of these switches with one of its terminals is constantly connected to the free assignment of an auxiliary register capacitor (e.g.

   B. C'3) remains connected, only the input of the amplifier connected upstream of this switch needs to be disconnected from the homologous capacitor (ie in this case C3) and with the free assignment of the preceding capacitor (ie C'2) of the auxiliary register HR to be connected; electronically this can be done e.g.

   B. can be realized with a single bistable flip-flop and a number of transistor switch switches, each Wei chenschalter consists of two (e.g. symmetrical) transistor switches, the first terminals of which are connected together and connected to the input of a scarf ter S. upstream amplifier are connected, while the second terminal of one transistor with the free assignment of the homologous main register capacitor (ie z.

   B. Cs and the second terminal of the other transistor is connected to the free assignment of the preceding auxiliary register capacitor. The complementary flip-flop outputs control all transistor pairs at their base electrodes. In the first brief flip-flop position parallel read-out into the auxiliary register, the first transistors of each switch conduct and connect each main register capacitor (e.g.

   B. C3 via said amplifier and the corresponding switch S (also closed by the flip-flop signal) with the free assignment of the homologous auxiliary register capacitor (ie C3), so that the latter receives the sample value from the main register -Capacitor can read and save;

   in contrast, in the second flip-flop position Schnellabtastung in each switch circuit the first transistor is blocked and the associated switch S is initially opened, while conversely, the second transistor is turned on and now a connection between the amplifier input and the free assignment of the respective preceding auxiliary register capacitor (here C'2). This second flip-flop position is maintained for the duration of the entire fast scan process.



  There are also possibilities (which will not be examined in detail here) to save the auxiliary registers (HR) at all and to carry out the fast scanning in the main registers R at the same time as the slow scanning of the following signal interval. The sequential storage of the sample values of the individual telephone channels would not have to proceed in parallel in all Kanalregi stars, but (as indicated in Fig. 4) be delayed from channel to channel in such a way that the sum of the delays is the length of a signal interval corresponds to (e.g.

   B. with 24 capacitors per channel register, a sampling period T equal to 125 us and a number of channels m = 6 a delay of 500 us corresponding to 4 capacitors between two adjacent registers, so that the sum of the delays 6 x 500 us exactly corresponds to the length of a signal interval of 3 ms).



  The rapid sampling would have to begin immediately after filling a channel register with the sampling values of a signal interval, namely within the time interval T until the first sampling value of the following signal interval is stored in the first capacitor of this register.

   This capacitor C1 would not have to be completely discharged at the beginning of the rapid sampling, since the information stored in it (last sampling value of the first signal interval) is refilled into the first storage capacitors when the register overflows on the output side, as in the method described above is the case with the auxiliary registers for the zero information.



  With this method, the fast scanning would run away from the subsequent slow scanning, so to speak, and would be completed at the point in time when the next register was completely filled (e.g. 4 slow scanning periods T = 50D Ms after the beginning of the fast scanning of the first register, so that rapid scanning of the next (completely filled) register can follow immediately.



  The pulse sequences for slow or fast scanning should not interfere in this case, however, so it should be ensured that for the total duration of the fast scanning in each register, the pulse sequences previously fed to all switches S of this register and offset in time are interrupted and at The beginning of the subsequent slow scan from switch to switch is gradually rebuilt until the rapid scan is completed;

   from this point on, the pulse trains can be fed back to all switches, as before the rapid scanning, until this register is again completely filled.



  However, this interruption and the successive build-up of the slow pulse trains during fast scanning require additional measures that can be quite time-consuming and involved, so that the scanning process described above is generally easier to implement and is therefore preferable, despite the auxiliary registers used .



  The compressed signal intervals (bursts) with the frequency of the sampled amplitude values higher by the compression factor k compared to the slow sampling frequency are now transmitted in temporal interleaving over the common transmission path (wire connection or radio channel) to the receiving end. There, with the analogous reversal of the method steps described, the compressed signal intervals are distributed over m receiving channels and their expansion to the original length.



  If the compression factor k is exactly the same as the number of channels n, then the compressed bursts follow one another without gaps during transmission. However, if you want to insert transmission pauses between the bursts for the purpose of transmitting operating signals (e.g. synchronization pulses) (see Fig. 4), you have to carry out fast scanning with an even higher frequency.

   The original signal interval, which is P = n - T (n is the number of slow samples per signal interval and T is the sampling period),
EMI0006.0073
  
    <SEP> is shortened to <SEP> dt <SEP> = <SEP> k <SEP>. With 6 channels (see FIG. 4), the compression factor k can be used to create the pauses for the synchronization pulses. B. compared to the minimum value m = 6 by 10 <B>% </B> to 6.6 (k = 1.1 m).

   The voice band 0.3 <B> ... </B> 3.4 kHz, in which the original transmission on the telephone channels takes place, is accordingly expanded to 2 <B> ... </B> 22 kHz. The frequency band occupancy thus corresponds roughly to that of a single sideband carrier frequency transmission, i.e. H. approx. 4 kHz per telephone channel.



  These relationships are illustrated by the frequency = time = diagram shown in FIG. 5, in which the transmission in single sideband frequency division multiplex is compared with the compressed transmission in time division multiplex.



  Compared to frequency division multiplex transmission, on balance, neither time nor frequency band is saved, but burst time division multiplex transmission offers an important advantage in that intermodulation between the individual channels is excluded.

         In contrast to time-division multiplex systems with short pulses, a burst duration of a few ms also avoids over-talking caused by pulse smearing and linear distortion of the transmission channels.



  If the compression factor k is increased to slightly more than twice the permissible minimum value m, pauses between the bursts are so large that two-way communication (duplex) is possible on 2 wire lines. By choosing K in this way, additional time intervals can also be taken into account to compensate for the transit time differences. The assigned frequency band corresponds approximately to that in a carrier frequency transmission with direction-separated frequency bands.



  In the method proposed according to the invention, the sampled amplitude values can naturally also be digitized before they are stored and time-compressed transmission, this with particular advantage because simple and space-saving digital shift registers (preferably in IC technology) can then be used. It comes into consideration for. the coding of the sampled signal amplitude values the pulse code modulation and specifically the delta modulation.



  Before transmission on the common time division multiplex channel, analog signals are obtained again by demodulation and subsequent low-pass filtering (which: the latter is of course also necessary before the transmission of analog stored samples), which accordingly provide a shortened image of the original signal interval represent increased frequencies.



  The method proposed according to the invention can be used particularly advantageously in those cases where it is important to prevent unauthorized eavesdropping on the transmitted long-distance calls. A decryption of signals received without authorization is only possible if both the frequency and the compression factor are known.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren für Mehrkanal-Zeitmultiplexübertragung von Fernsprechsignalen, dadurch gekennzeichnet, dass die auf m parallelen Kanälen (TfK) anstehenden Sprech signale sendeseitig in Signalintervalle gleicher Zeitdauer zerlegt, die Amplituden jedes Signalintervalls in n äqui- distanten Zeitpunkten mit einer ersten Abtastfrequenz (fs) abgetastet und die abgetasteten Amplitudenwerte im Takt dieser Frequenz in individuelle Kanalregister in der Weise eingespeichert werden, PATENT CLAIM Method for multi-channel time division multiplex transmission of telephone signals, characterized in that the speech signals pending on m parallel channels (TfK) are broken down into signal intervals of the same duration on the transmission side, and the amplitudes of each signal interval are sampled at n equidistant times with a first sampling frequency (fs) the sampled amplitude values are stored in individual channel registers in time with this frequency, dass am Schluss der Abtastung eines Signalintervalls jedes Kanalregister sämtliche Abtastwerte dieses Signalintervalls speichert, dass sodann die Zeitmultiplex-Abtastung der in den Kanalregistern gespeicherten Amplitudenwerte, Register für Register, sequentiell mit einer zweiten Abtastfre- quenz (ft) vorgenommen wird, die mindestens das ur- fache der ersten Abtastfrequenz (fss) beträgt, that at the end of the sampling of a signal interval, each channel register stores all sampling values of this signal interval, that then the time-division multiplex sampling of the amplitude values stored in the channel registers, register by register, is carried out sequentially with a second sampling frequency (ft), which is at least the original times the first sampling frequency (fss), und dass die somit in ihrer Zeitdauer ebenfalls mindestens um den Faktor m komprimierten Signalintervalle, deren Fre- quenzbandbelegung dementsprechen um mindestens denselben Faktor m ausgedehnt ist, in zeitlicher Ver- schachtelung über einen gemeinsamen übertragungska- nal zur Empfangsseite übertragen werden, and that the signal intervals, which are thus also compressed by at least the factor m in their duration and whose frequency band occupancy is accordingly expanded by at least the same factor m, are transmitted in temporal interleaving via a common transmission channel to the receiving end, wo unter Vornahme der für die Sendeseite beschriebenen Verfah- renschritte in umgekehrter Reihenfolge die Verteilung der komprimierten Signalintervalle auf m empfangskanal- eigene Register und mittels Abtastung dieser Register mit der ersten Frequenz (fs) ihrer Expansion auf die ursprüngliche Länge und ihrer Übermittlung auf die m Empfangskanäle erfolgt. UNTERANSPRÜCHE 1. where the steps described for the transmission side are distributed in reverse order to the distribution of the compressed signal intervals to m receiving channel-specific registers and by scanning these registers with the first frequency (fs) their expansion to the original length and their transmission to the m receiving channels he follows. SUBCLAIMS 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die zweite Abtastfrequenz f, um soviel grösser gewählt wird als die erste Abtastfrequenz f8, dass zwischen den über den gemeinsamen Übertragungs kanal in zeitlicher Staffelung übertragenen komprimier ten Signalintervallen Übertragungspausen entstehen, während welcher Synchronisiersignale für eine Synchro nisierung des sende- und des empfangsseitigen Abtast- zyklus übertragen werden. 2. Method according to patent claim, characterized in that the second sampling frequency f is selected to be so much higher than the first sampling frequency f8 that there are transmission pauses between the compressed signal intervals transmitted over the common transmission channel in time graduation, during which synchronization signals for synchronization of the send and receive scan cycle. 2. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Duplex- Betrieb auf den einzelnen Fernsprechkanälen die zweite Abtastfrequenz f, um soviel grösser gewählt wird als die erste Abtastfrequenz, dass zwischen den über den gemeinsamen Übertragungskanal in zeitlicher Staffelung übertragen komprimierten Sprechsignalintervallen über tragungspausen von solcher Länge entstehen, A method according to claim or sub-claim 1, characterized in that in duplex operation on the individual telephone channels, the second sampling frequency f is selected to be so much greater than the first sampling frequency that there are breaks between the compressed speech signal intervals transmitted over the common transmission channel in staggered intervals of such length dass in diesen Pausen in umgekehrter Richtung die Kompri mierten Gegensprech-Signalintervalle und überdies gege benenfalls Synchronisiersignale übertragen werden sowie auch ein Ausgleich der Laufzeitdifferenzen erfolgt. 3. that in these pauses in the opposite direction the compressed two-way talk signal intervals and also, if necessary, synchronization signals are transmitted and the delay differences are also compensated. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass die individuellen Kanalregister jeweils in ein Hauptregister (R) und ein Hilfsregister (HR) mit homologen Speicherelementen (C1, C2... bzw. C'1, C'2<B>...</B> ) aufgeteilt sind, dass unmittelbar nach Ab- schluss der auf den einzelnen Fernsprechkanälen parallel fortschreitenden Speicherung je eines Signalintervalls in jedem Hauptregister eine simultane und parallele Able- sung der in den Hauptregistern (R) Method according to patent claim, characterized in that the individual channel registers are each divided into a main register (R) and an auxiliary register (HR) with homologous storage elements (C1, C2 ... or C'1, C'2 <B> ... </B>) that immediately after the completion of the storage of one signal interval in each main register, which is progressing in parallel on the individual telephone channels, a simultaneous and parallel reading of the data in the main registers (R) gespeicherten Ab tastwerte dieses Intervalls durch die Hilfsregister (HR) in der Weise erfolgt, dass jeder Speicher (C', . . . C'i) eines Hilfsregister (HR) den in homologen Speicherele ment (Ci <B>...</B> C") des Hauptregisters (R) gespeicher ten Abtast-Wert abliest und speichert und dass sodann gleichzeitig mit der Abtastung der Amplitudenwerte des folgenden Signalintervalls auf allen Fernsprechkanälen (UK) und ihrer Einspeicherung in die Hauptregister (R) mit der ersten Abtastfrequenz f, stored samples of this interval by the auxiliary register (HR) in such a way that each memory (C ',... C'i) of an auxiliary register (HR) the in homologous memory element (Ci <B> ... </ B> C ") of the main register (R) reads and stores the stored sample value and that then simultaneously with the sampling of the amplitude values of the following signal interval on all telephone channels (UK) and their storage in the main register (R) with the first sampling frequency f , mit der zweiten Frequenz f, die Schnellabtastung der Hilfsregister (HR) und die sequentielle Übermittlung der darin gespeicherten Werte für ein Hilfsregister nach dem anderen auf die gemeinsame Übertragungsstrecke vor sich geht, so dass am Ende dieses Vorganges die Hilfsrgister (HR) geleert sind und wieder für die Aufnahme der inzwischen in den Hauptregistern (R) gespeicherten Abtastwerte des folgenden Signalintervalls auf den jeweiligen Fernsprechkanälen zur Verfügung stehen. 4. with the second frequency f, the rapid scanning of the auxiliary registers (HR) and the sequential transmission of the values stored therein for one auxiliary register after the other on the common transmission path takes place, so that at the end of this process the auxiliary registers (HR) are emptied and again are available for the recording of the samples of the following signal interval stored in the main registers (R) on the respective telephone channels. 4th Verfahren nach Patentanspruch gekennzeichnet, durch Verwendung von Analogwert-Schieberegistern mit Kondensator-Speicherelementen zur direkten Speiche rung der abgetasteten Signal-Amplitudenwerte. 5. Verfahren nach Patentanspruch, gekennzeichnet, durch Verwendung von Digital-Schieberegistern und durch digitale Speicherung der Signal-Abtastwerte in diesen Registern nach vorhergehender Codierung der abgetasteten Signal-Amplitudenwerte. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, gekennzeichnet durch Amplituden-Codierung mittels Deltamodula- tion. 7. Method according to patent claim, characterized by the use of analog value shift registers with capacitor storage elements for direct storage of the sampled signal amplitude values. 5. The method according to claim, characterized by the use of digital shift registers and by digitally storing the signal sample values in these registers after prior coding of the sampled signal amplitude values. 6. The method according to dependent claim 5, characterized by amplitude coding by means of delta modulation. 7th Verfahren nach Unteranspruch 5, gekennzeich net, durch Amplituden-Codierung mittels Pulscode-Mo- dulation (PCM). B. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, dass vor der Übertragung durch Demodu- lation und anschliessende Tiefpassfilterung wieder analo ge Signale gewonnen werden, welche ein zeitlich ver kürztes Abbild des ursprünglichen Signalintervalls mit entsprechend erhöhten Frequenzen darstellen. Method according to dependent claim 5, characterized by amplitude coding by means of pulse code modulation (PCM). B. The method according to dependent claim 5, characterized in that before the transmission by demodulation and subsequent low-pass filtering, analog signals are again obtained, which represent a temporally reduced image of the original signal interval with correspondingly increased frequencies.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2080876A1 (en) * 1969-11-05 1971-11-26 Int Standard Electric Corp
FR2083574A1 (en) * 1970-03-25 1971-12-17 Int Standard Electric Corp
FR2086117A2 (en) * 1970-04-16 1971-12-31 Int Standard Electric Corp
EP0051141A1 (en) * 1980-11-04 1982-05-12 LGZ LANDIS &amp; GYR ZUG AG Method and arrangement for equalizing received binary signals

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