Technisches Gebiet:Technical field:
Die
vorliegende Erfindung befasst sich mit der Übertragung analoger und digitaler
Information über
einen Kanal.The
The present invention is concerned with the transmission of analog and digital
information about
a channel.
Bekannt
ist die Übertragung
analoger Information nur mit einem Wechselstrom einer Frequenz und Phasenlage
(japanisches Patent Nr. 2107582). Bei diesem werden die analogen
Abgriffe auf die Halbwellen oder Perioden eines Wechselstromes mit
der Abgriffsfrequenz (bei Perioden) übertragen. Die Amplituden der Perioden
sind dann identisch mit den Abgriffsamplituden. Es sind auch digitale
Codierungen bekannt, bei denen die Halbwllen oder Perioden eines
Wechselstromes gleicher Frequenz und Phasenlage zur Codierung vorgesehen
werden. Dabei werden die Stufen z.B. durch die Zahl, Länge, Zeit
oder Phasenlage der Perioden gebildet (z.B. Patente DE 43 45 253 , EP 0 620 960 , US 5,587,797 , US 6,072,829 , EP 0 953 246 ).The transmission of analog information is known only with an alternating current of a frequency and phase position (Japanese Patent No. 2107582). Here, the analog taps are transferred to the half-waves or periods of an alternating current at the tap frequency (for periods). The amplitudes of the periods are then identical to the tap amplitudes. Digital encodings are also known in which the half-waves or periods of an alternating current of the same frequency and phase position are provided for encoding. The levels are formed, for example, by the number, length, time or phase position of the periods (e.g. patents DE 43 45 253 . EP 0 620 960 . US 5,587,797 . US 6,072,829 . EP 0 953 246 ).
Weiterhin
ist der asynchrone Transfer Modus (ATM) bekannt, der auf einem verbindungsorientierten Paketvermittlungsverfahren
beruht. Dabei werden alle Nutz- und Steuerinformationen einer Quelle
in Pakete fester Länge,
den Zellen, eingeteilt. Diese Folge von Zellen bilden einen digitalen
Nachrichtenstrom. Die Anzahl der Zellen, die einer Quelle zugeordnet
sind, bestimmen dann die Bandbreite. Diese Bandbreite ist dabei vor
dem Verbindungsaufbau beim Netz anzufordern. Ein Zellkopf beinhaltet
die Steuerinformation. Im Koppelnetz können auch Zellüberholungen
vorkommen, deren Beseitigung Resequencing Mechanismen erfordern. Ein
Nachteil dieser Technik ist ein grosser Hardwareaufwand. Pufferspeicher
sind dann erforderlich, wenn der physikalische Stromweg die Bandbreite
nicht mehr zur Verfügung
stellt.Farther
Asynchronous transfer mode (ATM) is known, which is based on a connection-oriented packet switching method
based. All useful and tax information is from one source
in packages of fixed length,
the cells. This sequence of cells form a digital one
Message stream. The number of cells associated with a source
then determine the bandwidth. This range is there
request the connection to the network. A cell head includes
the tax information. Overhauls can also occur in the coupling network
occur, the elimination of which requires resequencing mechanisms. On
The disadvantage of this technology is a large amount of hardware. buffer memory
are required when the physical current path is bandwidth
no longer available
provides.
Weiterhin
ist bei Codierungen mit Wechselströmen gleicher Frequenz und Phasenlage
bekannt, um eine Synchronisierung mit einer Abgriffsfrequenz zu
erreichen, bei den Codewörtern
Füllelemente
vorzusehen.Farther
is for coding with alternating currents of the same frequency and phase position
known to synchronize with a tap frequency
reach at the code words
infill
provided.
Dies
bringt jedoch eine Bandbreitenvergrösserung mit sich.This
however, it entails an increase in bandwidth.
Zusammenfassung der Erfindung:Summary of the Invention:
Oft
ist es zweckmässig über einen
Kanal sowohl analoge als auch digitale Information zu übertragen z.B.
bei der Übertragung
der Farbfernsehsignal ePAM-Impulse werden dabei jedoch aufgrund
eines ungünstigen
Störverhältnisses
und einer pulsbedingten Frequenzbanderweiterungnicht verwendet.
Bei der Erfindung wird dies dadurch vermieden, indem man die Abgriffe
auf die Amplituden der Halbwellen oder Perioden eines Wechselstromes überträgt.Often
it is appropriate for one
Channel to transmit both analog and digital information e.g.
in the transfer
however, the color television signal ePAM pulses are due
an unfavorable
noise ratio
and a pulse-related frequency band expansion is not used.
In the invention, this is avoided by using the taps
transfers to the amplitudes of the half-waves or periods of an alternating current.
Analoge
Codierungen durch die Halbperioden oder Perioden eines Wechselstromes
gleicher Frequenz sind bereits im US-Patent 4.675.721 offenbart.
Für die
Codierung der digitalen Information wird ebenfalls ein Wechselstrom
einer Frequenz und Phasenlage vorgesehen. Man kann also mit einem
Wechselstrom gleicher Frequenz und Phasenlage analog eund digitale
Information seriell übertragen.analog
Coding by the half-periods or periods of an alternating current
of the same frequency have already been disclosed in US Pat. No. 4,675,721.
For the
Encoding the digital information also becomes an alternating current
a frequency and phase position provided. So you can with one
Alternating current of the same frequency and phase position analogue and digital
Transfer information serially.
Vorteilhaft
kann diese Erfindung auch beim Farbfernsehen angewendet werden,
da z.B. auch die Redundanz und Irrelevanz, d.h. überflüssige und vom Auge nicht wahrnehmbare
Daten nicht übertragen
werden müssen.
So genügt
es wenn man die Luminanzsignale analog und die Farbsignale digital
mit den Halbperioden oder Perioden eines Wechselstromes derselben
Frequenz seriell überträgt. Dies
kann unmittelbar mit dem Träger
oder mit dem oberen oder unteren Frequenzbereich erfolgen. Die Empfänger werden
dabei so einfach wie ein Superhetradioempfänger bis zur Bildröhre.Advantageous
this invention can also be applied to color television,
because e.g. also redundancy and irrelevance, i.e. superfluous and imperceptible to the eye
Do not transfer data
Need to become.
So that's enough
it if you analog the luminance signals and digital the color signals
with the half periods or periods of an alternating current thereof
Frequency transmits serially. This
can directly with the carrier
or with the upper or lower frequency range. Become the recipient
as simple as a superheteradio receiver to the picture tube.
Ungeahnte
Möglichkeiten
bietet die Erfindung bei der Verschlüsselung von Informationen.
Durch die Mischung analog codierte Perioden mit digital codierten
Perioden und zwar nicht periodisch, ist eine Entschlüsselung
nicht möglich.unimagined
possibilities
offers the invention in the encryption of information.
By mixing analog coded periods with digitally coded
Periods, and not periodically, is a decryption
not possible.
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen:Brief description of the
Drawings:
1, 2, 3:
Prinzip der Phasen- und Dauerimpulscodierung. 1 . 2 . 3 : Principle of phase and continuous pulse coding.
4, 5: Prinzip der Hüllkurvenänderung 4 . 5 : Principle of envelope change
7: Prinzip einer weichen
Amplitudenänderung. 7 : Principle of a soft change in amplitude.
9: ein 16 PSK-Diagramm. 9 : a 16 PSK diagram.
10: Anwendung der Erfindung
bei EB. 10 : Application of the invention to EB.
8, 11: Prinzip eines herkömlichen
Richtfunksystems und gemäss
Erfindung. 8th . 11 : Principle of a conventional radio relay system and according to the invention.
6 Prinzip der Umschaltung
auf verschiedene Übertragungsarten. 6 Principle of switching to different types of transmission.
12, 19: Prinzip der ATM-Technik und Anwendung
gemöss
der Erfindung. 12 . 19 : Principle of ATM technology and application according to the invention.
13, 16: eine flexible Paket- und kanalorientierte Übertragung. 13 . 16 : a flexible packet and channel-oriented transmission.
14: Prinzip eines Fernsehempfängers bei
Einträgersignalübertragung. 14 : Principle of a television receiver with single-carrier signal transmission.
15: Paket- und Echtzeitübertragung. 15 : Packet and real-time transmission.
20: Verkleinerung der Hüllkurvenfrequenz. 20 : Reduction of the envelope frequency.
21: Prinzip der PAM und
die Übertragung
auf Perioden oder Halbperioden. 21 : Principle of PAM and transfer to periods or half-periods.
22: Serielle Anordnung von
Codewörtern
und PAM-Abgriffen mit Perioden eines Wechselstromes codiert. 22 : Serial arrangement of code words and PAM taps encoded with periods of an alternating current.
23: Anwendung der Erfindung
bei Mehrkanalbetrieb. 23 : Application of the invention in multi-channel operation.
Zuerst
werden Codierungsverfahren, PSK und QAM sind ja bekannt, näher erläutert. Man
kann um so mehr an Information übertragen,
je mehr Stufen der Code aufweist, wie auch die nachstehende Aufstellung zeigt.First
are coding methods, PSK and QAM are known, explained in more detail. you
can transmit all the more information
the more levels the code has, as shown in the table below.
Verwendet
man für
die Codierung 2 um 90 Grad phasenverschobene Wechselströme gleicher
Frequenz, die für
die Übertragung
addiert werden (QAM), so erhält
man 4 × 4
= 16 Stufen.used
one for
coding 2 phase-shifted alternating currents of the same
Frequency for
the transfer
are added together (QAM), so obtained
one 4 × 4
= 16 levels.
Bei
Trägerfrequenzübertragung
kann man wegen der 1/6 Leistung vorteilhaft das EB-Verfahren verwenden.
Da nach der Trägerformel With carrier frequency transmission you can use the EB method because of the 1/6 power. Because according to the carrier formula
Da
die Modulationsamplitude nicht mit in die Frequenz eingeht, erhält man eine
schmalbandige Übertragung.There
the modulation amplitude is not included in the frequency, you get one
narrowband transmission.
Das Phasenprinzip:The phase principle:
Bei
diesem Prinzip werden die Phasenlagen von Impulsen z.B. zu einem
Bezugsimpuls oder die positive oder negative Differenz zum vorherigen
Impuls als Stufen vorgesehen. In der 1 ist
die Bezugsphase der Impuls B1, B2, B3, ... Wie die 1a zeigt sind die Impulse Bn1, Bn2, Bn3,
... um den Betrag n phasenverschoben. In der 1b sind die Impulse BN1, BN2, BN3 phasengleich.
Dieser Phasencode würde
also 2 Stufen Bn und BN aufweisen. Diese Impulse werden durch ganzzahlige
Halbperioden oder Perioden gleicher Frequenz dargestellt. In der 2 ist eine solche Codierung
aufgezeichnet. Dem Bezugsimpuls werden 4 Perioden zugeordnet. Der
1. Impuls BNp hat also 4 Perioden. Soll der folgende Impuls nacheilend
sein, so muss dieser 5 Perioden aufweisen. Der 2. Impuls Bnnist
also um den Betrag n nacheilend. Soll der 3. Impuls nacheilend bleiben,
so muss er 4 Perioden erhalten.With this principle, the phase positions of pulses, for example to a reference pulse, or the positive or negative difference to the previous pulse are provided as steps. In the 1 is the reference phase of impulse B1, B2, B3, ... like the 1a shows the pulses Bn1, Bn2, Bn3, ... are out of phase by the amount n. In the 1b the pulses BN1, BN2, BN3 are in phase. This phase code would therefore have two levels Bn and BN. These pulses are represented by integer half-periods or periods of the same frequency. In the 2 such coding is recorded. 4 periods are assigned to the reference pulse. The 1st pulse BNp therefore has 4 periods. If the following pulse is to be lagging, it must have 5 periods. The second pulse Bnn is therefore lagging by the amount n. If the 3rd pulse is to remain lagging, it must have 4 periods.
Der
4. Impuls soll wieder phasengleich mit dem Bezugsimpuls sein, dis
wird dadurch erreicht, dass dieser eine Periode weniger, also 3
Perioden erhält.
Man sieht auch, dass jeder folgende Impuls eine Amplitudenänderung
aufweist. Eine Verdoppelung der Stufenzahl kann man dadurch erreichen,
indem man die Impulse einmal mit einer positiven und einmal mit
einer negativen Halbwelle beginnen lässt, in der Zeichnung schraffiert
eingezeichnet. Man erhält
also dann an Stelle 2, 4 Stufen (Euro- Patent EP 0 953 246 B1 ).The 4th pulse should be in phase with the reference pulse again, dis is achieved by having one less period, i.e. three periods. It can also be seen that each subsequent pulse has an amplitude change. The number of stages can be doubled by letting the impulses begin with a positive and a negative half-wave, hatched in the drawing. So you get in place 2, 4 levels (Euro patent EP 0 953 246 B1 ).
Das Impulsdauerprinzip:The pulse duration principle:
Bei
diesem Prinzip werden verschiedene Impulsdauern bezw. Impulsdauerdifferenzen
als Stufen verwendet. In der 3 sind
3 Impulsdauern, D1, D2 und D3 dargestellt, das sind 3 Stufen. Es
stellt auch ein 3-stelliges Codewort dar. Die Stelle 1 kann
die Stufen D1, D2, D3 die Stelle 2 die Stufen D2, D1, D3
und die Stelle 3 D3, D1, D2 einnehmen. Man erhält mit 3
Stufen und 3 Stellen 3 hoch 3 Kombinationen, also 3 × 3 × 3 = 27
Kombinationen. Verwendet man zusätzlich
den positiven und negativen Beginn der Stufen bezw. Codeelemente,
so erhält
man 6 Stufen. Bei 3 Stellen erhält
man dann 216 Kombinationen. Die QAM kann man ebenfalls verwenden.
Der Codierwechselstrom kann auch als Sendewechselstrom vorgesehen
werden.With this principle, different pulse durations are resp. Pulse duration differences are used as steps. In the 3 3 pulse durations are shown, D1, D2 and D3, that is 3 levels. It also represents a 3-digit code word. The digit 1 can the stages D1, D2, D3 2 levels D2, D1, D3 and the position 3 Take D3, D1, D2. You get 3 levels and 3 digits 3 to the power of 3 combinations, i.e. 3 × 3 × 3 = 27 combinations. If you also use the positive and negative start of the stages resp. Code elements, so you get 6 levels. With 3 digits you get 216 combinations. The QAM can also be used. The coding alternating current can also be provided as an alternating transmission current.
Wie
wird das Merkmal "Flexibilität der Bandbreiten" die besonders beim
ATM-Verfahren hervorgehoben wird, bei den vorliegenden Verfahren
erreicht? Dies kann auf sehr, sehr einfache Weise geschehen. Durch die
Amplitudenänderungen
entsteht auch eine Hüllkurve.
In der 4 ist eine solche
mit 2 und 3 Perioden als Stufen dargestellt. fH ist hier die Hülkurve.
In der 5 hingegen sind
die Stufen 11, 12 und 11, 12, 13 Perioden. Bei beiden Stufen sind
10 Perioden als Füllelemente
vorgesehen. Man sieht hier, dass die Frequenz der Hüllkurve
viel kleiner ist, das heisst die Bandbreite ist auch kleiner. Man
kann also mit Hilfe der Füllelemente die
Bandbreite bestimmen. Es ist dabei keine Änderung der Codierfrequenz
erforderlich.How is the characteristic "flexibility of bandwidths", which is particularly emphasized in the ATM method, achieved in the present methods? This can be done in a very, very simple way. The envelope changes also result from the amplitude changes. In the 4 one with 2 and 3 periods is shown as stages. fH is the envelope curve here. In the 5 on the other hand, levels 11, 12 and 11, 12, 13 are periods. In both stages, 10 periods are provided as filling elements. You can see here that the frequency of the envelope is much smaller, i.e. the bandwidth is also smaller. So you can determine the bandwidth using the filler. There is no need to change the coding frequency.
Auch
was die Bitraten anbelangt, so kann man diese sehr flexibel steuern.
Aus den 1 bis 3 ist ersichtlich, dass man
jede Menge Stufen vorsehen kann, ohne dass die Codierfrequenz geändert werden
muss. Je nach Übertragungsart,
Sprache, Daten, Bilder, kann man die Codewörter genau auf die erforderliche
Bitzahl abstimmen, das gilt natürlich
auch für
ATM. In der 6 ist das
Prinzip dargestellt. Im Oszillator OSC wird die Codierfrequenz erzeugt
und dem Modulator MO zugeführt.
Je nachdem ob Musik, Sprache oder Bild bezw. Fernsehen übertragen
werden soll durch die Zuführung
M, S, B am Codierer markiert werden die passenden Stufen und Codewörter-es
ist ja nur jeweils eine Periodenzählung und Amplitudenumschaltung
notwendig- an den Modulator gegeben. Damit wird eine Redundanz vermieden.
Die Bitzahl der Codewörter
wird also genau an die jeweilige Übertragungsart angepasst. Im
Decodierer DCod werden dann die Codewörter entschlüsselt und
in die jeweiligen analogen Werte von M oder S oder B umgesetzt.
In der 7 ist eine weiche
Amplitudenumschaltung vorgesehen. Zwischendie Amplituden A und AI
ist noch eine Periode mit der Übergangsamplitude
AÜ.You can also control the bit rates very flexibly. From the 1 to 3 it can be seen that a lot of stages can be provided without having to change the coding frequency. Depending on the type of transmission, language, data, images, the code words can be precisely matched to the required number of bits, which of course also applies to ATM. In the 6 the principle is shown. The coding frequency is generated in the oscillator OSC and fed to the modulator MO. Depending on whether music, language or image resp. TV should be transmitted by the feed M, S, B marked on the encoder, the appropriate stages and code words - it is only a period count and amplitude switching is necessary - given to the modulator. This avoids redundancy. The number of bits in the code words is therefore precisely adapted to the respective type of transmission. The code words are then decrypted in the decoder DCod and converted into the respective analog values of M or S or B. In the 7 soft amplitude switching is provided. Between the amplitudes A and AI is another period with the transition amplitude AÜ.
Um
zu dokumentieren, wie gross bei diesem Verfahren die Informationsdichte
ist, wird ein Vergleich mit einem Richtfunksystem, dessen Prinzipschaltung
in der 8 dargestellt
ist, angestellt. Dieses ist für 34,368
Mbit/s ausgelegt. Die Bandbreite beträgt 1700–2100 MHz bei einer 4 PSK Codierung.
Man sieht, die Hardware ist sehr aufwendig. Bei einem Code nach
den 1–3 oder 4 würde
die vorgegebene Bandbreite nicht ausreichen. Es müssen also
Füllelemente
vorgesehen werden. Bei 4 Stufen mit 10, 11, 12 und 13 Perioden benötigt man
im Durchschnitt für
ein Codeelement 11, 5 Perioden. Für ein 4- stelliges Codewort
werden dann 4 × 11,5
= 46 Perioden benötigt.
1900 MHz sei die Codierfrequenz, dann erhält man 1900 : 46 = 41,3M Codewörter/s.
Mit einem Codewort erhält
man 4 hoch 4 256 Kombinationen, das sind 8bit. Bei 41,3M Codewörter sind
dies 41,3 × 8
= 330 Mbit/s. Man erhält
also 9,6 mal mehr bit als beim herkömlichen Richtfunksystem. Bei
einer Verdopplung der Stufen, wie in der 2 angeführt, erhält man dann 8 Stufen. Bei 4
Steleln erhält
man 8 hoch 4 = 4096 Kombinationen = 12 bit. Bei 41,3 Codewörter sind
dies 495,6 Mbit/s Das sind 14,4 mal soviel als beim Richtfunksystem
herkömlicher
Codierung. Verwendet man für
die Codierung 2 Wechselströme von 1900 MHz, die gegeneinander
um 90° phasenverschoben
sind und die bei der Übertragung
addiert werden (OAM) so erhält
man 8 × 8
= 64 Stufen. Bei einem Codewort mit 2 Stellen erhält man 12bit.
Je Codewort sind dann im Durchschnitt 23 Perioden notwendig, sodass
man bei 1900 MHz 82,6 M Codewörter
erhält. das
sind dann 991 Mbit/s, als 0 28,8 mal mehr als beim Richtfunksystem.
Hauptsächlich
werden beim Codieren und Decodieren Zählglieder benötigt. Zum
Vergleich wie einfach dieser Code ist wird in der 9 ein Diagramm einer 16 stufigen Phasencodierung
gezeigt. In der 11 ist
das Prinzip eines Richtfunksystems gemäss der Erfindung dargestellt.
Das mit dem HDB3-Code ankommende Signal wird im Codewandler in den erfindungsgemässen Code
umgesetzt und unmittelbar zum Sendeverstärker Vr und weiter zur Antenne
geschaltet.In order to document how large the information density is with this method, a comparison is made with a directional radio system, the basic circuit of which is in the 8th is shown, employed. This is designed for 34.368 Mbit / s. The bandwidth is 1700–2100 MHz with 4 PSK coding. As you can see, the hardware is very complex. With a code after the 1 - 3 or 4 the specified bandwidth would not be sufficient. Filling elements must therefore be provided. With 4 levels with 10, 11, 12 and 13 periods, an average of 11, 5 periods is required for one code element. 4 × 11.5 = 46 periods are then required for a 4-digit code word. 1900 MHz is the coding frequency, then you get 1900: 46 = 41.3M code words / s. With one code word you get 4 to the 4 256 combinations, that is 8bit. For 41.3M code words, this is 41.3 × 8 = 330 Mbit / s. So you get 9.6 times more bits than with the traditional radio relay system. If the levels are doubled, as in the 2 then you get 8 levels. With 4 digits you get 8 to the power 4 = 4096 combinations = 12 bit. With 41.3 code words, this is 495.6 Mbit / s, which is 14.4 times as much as with the directional radio system of conventional coding. Is used for coding 2 Alternating currents of 1900 MHz, which are 90 ° out of phase with each other and which are added during transmission (OAM), give 8 × 8 = 64 steps. With a code word with 2 digits you get 12bit. An average of 23 periods are then required per code word, so that 82.6 M code words are obtained at 1900 MHz. this is 991 Mbit / s, which is 28.8 times more than in the directional radio system. Counter elements are mainly required for coding and decoding. To compare how simple this code is in the 9 a diagram of a 16-stage phase coding is shown. In the 11 the principle of a radio relay system according to the invention is shown. The signal arriving with the HDB3 code is converted into the code according to the invention in the code converter and switched directly to the transmitter amplifier Vr and further to the antenna.
In
der 10 ist eine Trägerübertragung
auf Einseitenbandbasis EB dargestellt. Die Information Jf wird im
Codierer Cod mit dem Codierwechselstrom fM codiert und im Ringmodulator
RM mit dem Wechselstrom fTr geträgert.
Am Ausgang des Ringsmodulators ist der Träger +/– Modulationsfrequenz. Im Beispiels wird
mit dem Hochpass HP das untere Seitenband ausgefiltert, sodass nur
das obere Seitenband, das ja auch die gesamte Information enthält übertragen
wird. Wie aus der Trägerformel
hervorgeht, geht die Modulationsamplitude nicht mit in die Frequenz
ein.In the 10 a carrier transmission on single sideband basis EB is shown. The information Jf is coded with the coding alternating current fM in the encoder Cod and carried with the alternating current fTr in the ring modulator RM. At the output of the ring modulator, the carrier is +/- modulation frequency. In the example, the lower sideband is filtered out with the high pass HP, so that only the upper sideband, which also contains all of the information, is transmitted. As can be seen from the carrier formula, the modulation amplitude is not included in the frequency.
In
der 16 f, f1, .. ist
eine Codierung der Farbfernsehsignale dargestellt. Den Luminanzabgriffen
L werden 8bit zugeordnet. 4 Luminanzabgriffen wird jeweils 1 Farbabgriff
I/Q bezw. rot/blau mit jeweils 6 bit zugeteilt An einem Luminanzabgriff
von 8bit werden jeweils 3 bit für
die Farbcodicrung angehängt.
1bit S/T sind für
die Sprach- und Steuersignale vorgesehen. Je Abgriff müssen also
12bit codiert werden. Für
die Übertragung
genügt
ein Träger.
Deshalb kann der Fernsehempfänger
entsprechend der 14 wie
ein Superhet-Radio-Empfänger
bis zum Decoder ausgebildet werden. Im Decoder werden dann die Signale
entsprechend ihren Aufgaben getrennt. Über die Matrix M werden dann
die Farbdifferenzsignale erzeugt.In the 16 f, f1, .. a coding of the color television signals is shown. Luminance taps L are assigned 8 bits. 4 luminance taps, 1 color tap I / Q respectively. red / blue, each with 6 bits allocated To a luminance tap of 8 bits, 3 bits are appended for the color coding. 1bit S / T are provided for the voice and control signals. So 12 taps must be coded for each tap. A carrier is sufficient for the transmission. Therefore, the television receiver can according to the 14 be trained as a superhet radio receiver up to the decoder. The signals are then separated in the decoder according to their tasks. The color difference signals are then generated via the matrix M.
In
der 13 ist ein Beispiel
für die
erfindungsgemässe
Verschlüsselung
dargestellt. Aus den Codewörtern
I, II, III, IV, I, II, .. mit den Codeelementen 1p–12p werden
virtuelle Codewörter.
Seriell zu den Codeelementen werden die Kanäle 1–12 gebildet.
Jeder Kanal kann also seriell Codewörter übertragen. Über den Kanal 1 können z.B.
digitale Sprachkanöle übertragen
werden mit 8bit oder auch gemischte Codewörter beliebiger Bitzahl. Die Übertragung
der Kanäle
erfolgt aber mit den virtuellen Codewörtern I, II, ... mit konstanten bits.
Die Übertragung
kann mit jedem beliebigen Code, wie z.B. PSK, QAM oder mit den beschriebenen
Codes erfolgen. Eine weitere Möglichkeit
einer Verschlüsselung
besteht darin Kanäle
oder Codewörter
oder Codeelemente zwischen den Kanälen zu tauschen, z.B. die Information
des Kanales 1 wird auf den Kanal 3 und der vom
Kanal 4 auf den Kanal 1 gegeben. Eine weiteretere
Verschlüsselung
wird durch den Ordner, wie in der 15 dargestellt,
gebracht. Zur Ausnutzung bei z.B. Sprachpausen werden z.B. Daten
in die Lüken
eingeschoben. Die Kanäle
K1, K2, .. Kn/Ordner sind für
die Echtzeitübertragung
vorgesehen während
die Daten von den Kanälen
K1, K2, .. Kn/Paketierer für
Paketübertragung
vorgesehen sind.In the 13 an example of the encryption according to the invention is shown. From the code words I, II, III, IV, I, II, .. with the code elements 1p - 12p become virtual code words. The channels become serial to the code elements 1 - 12 educated. Each channel can therefore transmit code words serially. Over the channel 1 For example, digital voice channels can be transmitted with 8 bits or mixed code words of any number of bits. The channels are transmitted with the virtual code words I, II, ... with constant bits. The transmission can take place with any code, such as PSK, QAM or with the codes described. Another possibility of encryption is to exchange channels or code words or code elements between the channels, for example the information of the channel 1 will on the channel 3 and the one from the canal 4 on the canal 1 given. Further encryption is provided by the folder, as in the 15 shown, brought. In order to take advantage of eg language breaks, data is inserted into the hatches, for example. The channels K1, K2, .. Kn / folders are intended for real-time transmission, while the data from the channels K1, K2, .. Kn / packetizers are intended for packet transmission.
Der
Unterschied zwischen der Anordnung der 13 gegenüber der 16 ist der, dass in der 16 parallel zu den virtuellen Codewörtern auch
reelle Codewörter
vorgeshen sind. In Echtzeitübertragung kann
man damit z.B. im Rythmus der Fernsehabgriffe ein reelles Codewort
zwischen die virtuellen Codeworte einfügen. f, f1, ... sind die reellen
Codeworte der Farbfernsehabgriffe. Bei den reellen Codeworten der
Kanäle 1–12 werden
dann die Codeelemente f, f1, .. nicht verwertet.The difference between the arrangement of the 13 towards the 16 is that in the 16 real code words are also provided in parallel with the virtual code words. In real-time transmission, you can insert a real code word between the virtual code words, for example, in the rhythm of the TV taps. f, f1, ... are the real code words of the color television taps. With the real code words of the channels 1 - 12 then the code elements f, f1, .. are not used.
In
den 17 und 18 erfolgt eine Stufenmehrung,
indem bei Verfahren, bei denen die Codeelemente aus der Zahl, Dauer
oder Phasenlage von Elementen gebildet wird und die zugleich in
einer periodischen Folge gesendet werden die Kombination aus den
positiven oder negativen Beginm und Ende eines Codeelementes als
weitere Stufe vorgesehen wird. Das Prinzip dieser Codierung geht
aus der Beschreibung der 2 bis 5 hervor. Aus der 17a geht hervor, dass der
Beginn und das Ende des Codeelements positiv in der 17b negativ ist und in der 17c positiv/negativ und
in der 17d egativ/positiv
ist. Mit dem Codeelement der 17 kann
man also 4 Stufen bilden. In der 18a, 18b ist je ein 2-stelliges
Codewort dargestellt, einmal mit 2 und einmal mit 3 Perioden. Mit
dieser Methode kann man auchmit dem Codeelement mit 3 Perioden ebenfalls
4 Stufen herstellen. Bei Verwendung einer Codierung mit 10, 11,
12 und 13 Perioden als Stufen, wie bei der Beschreibung der 11 angeführt, erhält man an Stelle von 4 16 Stufen,
d.h. 16 hoch 4 Kombinationen, das sind 65536 Kombinationen = 16
bit. Bei 41,3 M Codewörter
erhält
man dann 41,3 × 16
= 660.8 Mbit, also eine wesentliche Vergrösserung der Übertragungsdichte.In the 17 and 18 There is a step increase by providing the combination of the positive or negative start and end of a code element as a further step in methods in which the code elements are formed from the number, duration or phase position of elements and which are simultaneously sent in a periodic sequence. The principle of this coding comes from the description of the 2 to 5 out. From the 17a shows that the start and end of the code element are positive in the 17b is negative and in the 17c positive / negative and in the 17d is negative / positive. With the code element of 17 you can build 4 levels. In the 18a . 18b a 2-digit code word is shown, once with 2 and once with 3 periods. With this method you can also create 4 levels with the code element with 3 periods. When using coding with 10, 11, 12 and 13 periods as stages, as in the description of the 11 given, you get instead of 4 16 levels, ie 16 to the power of 4 combinations, that is 65536 combinations = 16 bits. With 41.3 M code words, you get 41.3 × 16 = 660.8 Mbit, which is a significant increase in the transmission density.
In
der 12 ist das Prinzip
der ATM-Technik dargestellt. Bei dieser werden Daten unterschiedlicher Übertragungsarten,
wie High speed, Daten, Sprache, in Zellen gleicher Länge verpackt
jeweils mit einem Zellkopf versehen und über eine Multiplexeinrichtung
seriell geordnet und asynchron übertragen.
Im Zellkopf (Header) sind die für
die jeweilige Zelle erforderlichen Adressinformationen codiert.In the 12 the principle of ATM technology is shown. With this, data of different types of transmission, such as high speed, data, voice, are packed in cells of the same length, each with a cell head and serially arranged and transmitted asynchronously via a multiplexing device. The address information required for the respective cell is encoded in the cell header.
Bei
den Anordnungen der 17, 18 kann man auch noch zusätzlich Amplitudenstufen
vorsehen, wie solche in den Patenten DE
43 26 997 und US 5,587,797 offenbart
sind.When ordering the 17 . 18 you can also provide additional amplitude levels, such as those in the patents DE 43 26 997 and US 5,587,797 are disclosed.
In
der 19 ist das Prinzip
der ATM-Technik für
die Anwendung bei der vorliegenden Erfindung dargestellt. High speed
data H, Daten D und Sprache S können
in einer ununterbrochenen Folge gesendet werden. Im Paketierer P
werden die Daten D in Zellen Z umgeformt und mit einem Zellkopf
ZK versehen. Über
den Speicher Sp werden dann die Daten dem Codierer Cod zugeführt. Die
dabei entstehenden reellen Codewörter werden
dann bei den virtuellen Codewörter
vorbestimmt placiert. Durch vorbestimmtes Vertauschen der Placierung
erhält
man eine weitere Verschlüsselung.
Die Übertragung
der virtuellen Codewörter
kann mit einem beliebigen Code erfolgen. Ein Code auf der Basis
von QAM und PSK ist doch störanfällig, günstig ist
dagegen eine Codierung mit einem Wechselstrom einer Frequenz und
Phasenlage wie bereits beschrieben. In der 20 ist diesbezüglich ein besonders vorteilhafter
Code dargestellt. Die Codierung erfolgt dabei wieder mit einem Wechselstrom
einer Frequenz und Phasenlage. In einem Codewort kann man dabei
nur 2 Längenstufen vorsehen.
Das Codewort muss immer dieselbe Länge aufweisen. Eine Stufenmehrung
ist auf Amplitudenbasis und/oder durch einen positiven oder nega tiven
Beginn oder Ende eines Codewortes entsprechend den 2, 17 und 18. Durch eine solche Codierung
ist es möglich
Abtast- und Codierfrequenz zu synchronisieren. Da immer das folgende
Codeelement durch eine Amplitudenänderung gekennzeichnet wird,
ist es möglich
die Hüllkurvenfrequenz
zu verkleinern indem man z.B. das letzte Codeelement eines Codewortes
mit dem 1. Codeelements des folgenden Codewortes mit der gleichen
Amplitude markiert. In der 20 werden
die Codewörter
CW1 und CW2 mit den Codeelementen 2 und 3 Perioden
gekennzeichnet. Man kann also das Codeelement 3 Perioden
von CW1 mit dem Codeelement 2 Perioden von CW2 mit derselben
Amplitudenmarkierung versehen. Die Hüllkurvenfrequenz wird also
kleiner. Da die Codewörter
dieselbe Länge
bezw. Periodenzahl aufweisen, kann die Auswertung durch Abzählung erfolgen.
Eine solche Codierung bringt eine weitere Verschlüsselung
mit sich. Auch ist eine grosse Übertragungssicherheit
gegeben. Eine einfache Kanalerzeugung kann in der Weise erfolgen,
wenn die Bandbreite vorhanden ist, wenn man einen entsprechenden
Code vorsieht, z.B. bei gewünschten
16 Kanälen
16 QAM.In the 19 the principle of ATM technology for use in the present invention is shown. High speed data H, data D and language S can be sent in an uninterrupted sequence. In the packer P, the data D are transformed into cells Z and provided with a cell header ZK. The data are then fed to the encoder Cod via the memory Sp. The resulting real code words are then placed in a predetermined manner in the virtual code words. A further encryption is obtained by swapping the placement in a predetermined manner. The virtual code words can be transmitted using any code. A code based on QAM and PSK is susceptible to interference, but coding with an alternating current of a frequency and phase position, as already described, is favorable. In the 20 a particularly advantageous code is shown in this regard. The coding is done again with an alternating current of a frequency and phase position. You can only provide 2 length levels in a code word. The code word must always have the same length. A step increase is based on the amplitude and / or by a positive or negative start or end of a code word corresponding to the 2 . 17 and 18 , Such coding makes it possible to synchronize the sampling and coding frequencies. Since the following code element is always identified by an amplitude change, it is possible to reduce the envelope frequency by, for example, marking the last code element of a code word with the first code element of the following code word with the same amplitude. In the 20 become the code words CW1 and CW2 with the code elements 2 and 3 Periods marked. So you can use the code element 3 Periods of CW1 with the code element 2 Mark periods of CW2 with the same amplitude label. The envelope frequency becomes smaller. Since the code words or the same length. Have period number, the evaluation can be done by counting. Such coding entails further encryption. There is also a high level of transmission security. A simple channel generation can take place in such a way if the bandwidth is available, if a corresponding code is provided, for example 16 QAM if 16 channels are desired.
Die 21a zeigt eine pipolare
PAM. Die Werte P1, 2, 3, ... werden auf die Perioden eines Wechselstromes
gleicher Frequenz und Phase übertragen.
Die Frequenz entspricht der Abgriffsfrequenz der 21a. Werden die PAM-Werte auf die Halbperioden übertragen
so hat der Wechselstrom die halbe Frequenz der Abgriffsfrequenz
wie in der 21c dargestellt.
In der 22 ist dargestellt,
wie man seriell sowohl analoge als auch digitale Information über einen
Kanal übertragen
kann. Das digitale Codewort besteht aus 3 Perioden. Um eine Synchronisation
zu erreichen muss nun auch das analoge Codewort mit 3 Perioden ausgebildet
werden. Dazu sind dann die Abgriffe P1, P2, P3, also aP1, aP2, aP3
von 21b notwendig. Natürlich müssen die
CW und die PAM Frequenzen gegenseitig abgestimmt werden, ggf. ist
eine Zwischenspeicherung erforderlich. Auf der Basis der 22 kann man nicht nur digitale
und analoge Informationen übertragen,
sondern man kann dadurch auch eine Verschlüsselung bewerkstelligen. Durch
Einfügen
eine vorbestimmten ananlogen Textes z.B. ein Lied wäre bereits
eine Verschlüsselung
gegeben. Man kann auch eine Verschlüsselung so vornehmen, indem
man z.B. an das Codewort CW immer eine analoge Periode hinzufügt. Man
kann zusätzlich im
Codewort die Reihenfolge der analogen Periode verändern. Hier
gibt es viele Varianten.The 21a shows a pipolar PAM. The values P1, 2, 3, ... are transferred to the periods of an alternating current of the same frequency and phase. The frequency corresponds to the tap frequency of the 21a , If the PAM values are transferred to the half-periods, the alternating current has half the frequency of the tap frequency as in the 21c shown. In the 22 is shown how you can serial both analog and digital information can be transmitted over a channel. The digital code word consists of 3 periods. In order to achieve synchronization, the analog code word must now be formed with 3 periods. For this purpose, the taps P1, P2, P3, ie aP1, aP2, aP3 from 21b necessary. Of course, the CW and the PAM frequencies have to be coordinated with each other, if necessary an intermediate storage is necessary. Based on the 22 you can not only transmit digital and analog information, but you can also do encryption. Encryption would already be provided by inserting a predetermined analog text, for example a song. Encryption can also be carried out in this way, for example by always adding an analog period to the code word CW. You can also change the order of the analog period in the code word. There are many variations here.
Wie
bereits in den 13 und 16 beschrieben kann man mit
einem Wechselstromcode, bei dem die Stufen durch die Zahl von Perioden,
oder der Länge
bezw. Zeit bezw. Dauer der Perioden bilden, ein Mehrkanalsystem
vorsehen, Es werden also virtuelle Codewörter gebildet. In der 23 werden je Codewort 8bit
markiert. Die Codeelemente sind binär aufgebaut. Diese werden mit
einem Wechselstromcode übertragen.
(z.B. 2, 4). Wie kann man nun analoge
aufgebaute Perioden übertragen?
Angenommen wird für
die Codierung der 8bit sind 8 Perioden erforderlich. Die virtuellen
Codewörter
III sollen analog übertragen
werden. Dann werden 8 analoge Perioden seriell eingefügt, z.B.
aP1 bis aP8 der 21a.
Der Codierwechselstrom der 8 Kanäle
ist also eine ununterbrochene Folge von Perioden gleicher Frequenz.
Genau soö wie
in der 22 kann die analogen
Codewörter
mit zur Verschlüsselung
vorsehen. Der Abstand der analogen virtuellen Codewörter hängt von
der virtuellen Abgriffsfrequenz und von der PAM-Frequenz ab. GGf.
müssen
bei einem der beiden Codierungen Speicher vorgesehen werden.As already in the 13 and 16 can be described with an alternating current code, in which the stages by the number of periods, or the length. Time or Form the duration of the periods, provide a multi-channel system. Virtual code words are thus formed. In the 23 8 bits are marked for each code word. The code elements are binary. These are transmitted with an AC code. (eg 2 . 4 ). How can you transfer analog periods? It is assumed that 8 periods are required for coding the 8 bits. The virtual code words III are to be transmitted analogously. Then 8 analog periods are inserted serially, for example aP1 to aP8 21a , The coding alternating current of the 8 channels is therefore an uninterrupted sequence of periods of the same frequency. Exactly like in the 22 can provide the analog code words for encryption. The distance between the analog virtual code words depends on the virtual tap frequency and on the PAM frequency. Possibly. memory must be provided for one of the two codes.
Die Übertragungsdichte
kann noch erhöht
werden, wenn man die QAM verwendet. 2 Codierwechselströme werden
um 90 Grad phasenverschoben und für die Übertragung addiert. Das kann
auch bei den virtullen Codewörtern
vorgesehen werden.The transmission density
can still be increased
when using the QAM. 2 coding alternating currents are
90 degrees out of phase and added for transmission. That can
also with the virtual code words
be provided.
In
der 22 sind die Perioden
P1, P2, P3 von einem Kanal 21a.
Man kann hier auch von 3 Kanälen
die PAM-Werte codieren, dann würden
3x die PAM-Abgriffe P1/P1/P1 seriell vorgesehen werden. Die in der 23 zwischen den virtuellen
Codewörtern
vorgesehenen analogen Codewörter
können
auch für
die Übertragung
von 8 parallelen Kanälen
verwendet werden, also Kanäle
die parallel zur 21a angeordnet sind.
Auf dieser Basis können
auch eine Vielzahl von Kanälen
entsprechend der 21 seriell über einen
Kanal übertragen
werden. Bei Verwendung der QAM erhält man eine enorme Übertragungsdichte.In the 22 are periods P1, P2, P3 of one channel 21a , You can also code the PAM values of 3 channels here, then the PAM taps P1 / P1 / P1 would be provided 3 times in series. The in the 23 Analog code words provided between the virtual code words can also be used for the transmission of 8 parallel channels, ie channels which are parallel to the 21a are arranged. On this basis, a variety of channels can also be used 21 be transmitted serially over a channel. When using the QAM you get an enormous transmission density.
