DE1061832B

DE1061832B - UEbertragungssystem fuer binaer codierte Signale mit verminderter Bandbreite

Info

Publication number: DE1061832B
Application number: DET15109A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Kettel
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1958-05-03
Filing date: 1958-05-03
Publication date: 1959-07-23

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNATIONALE KL.

H04c;m

IC AUSLEGESCHRIFT 1061832

T 15109 VIIIa/21a²

ANMELDETAG: 3. MAI 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 23. JULI 1959

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem, das die für die Übertragung von Signalen großer Redundanz, insbesondere von Sprachsignalen, erforderliche Bandbreite reduziert.

Nach den Untersuchungen von Gabor ist es bei Sprache ohne wesentlichen Verlust an Verständlichkeit möglich, an Stelle des stetigen Sprachsignals nur periodisch aus dem Sprachsignal herausgeschnittene Teilstücke zu übertragen, wenn die so entstehenden Lücken dadurch ausgefüllt werden, daß das jeweils periodisch herausgeschnittene Teilstück entsprechend oft wiederholt wird.

Auf Grund dieser Erkenntnis kann die für die Übertragung eines Sprachsignals erforderliche Bandbreite reduziert werden. Denn für die Übertragung eines jeweiligen Teilstückes steht die Zeit At zur Verfügung, die sich aus der Zeit Δ t_x für dieses Teilstück selbst und aus der Zeit [m—1) · Δ t_x für die folgende Lücke zusammensetzt. Wird das Teilstück auf diese Zeit At = TnAt₁ gedehnt, so läßt sich die erforderliche Bandbreite um

den Faktor —p*- = — vermindern. Die Untersuchungen

zeigen, daß die Verständlichkeit nicht wesentlich verschlechtert wird, wenn m pss7> bis 4 gewählt wird, so daß bei Anwendung dieses Verfahrens die erforderliche Bandbreite auf den dritten bis vierten Teil reduziert wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem für binär codierte Signale großer Redundanz werden senderseitig periodisch aus dem Signalfluß ausgeblendete Teilimpulsfolgen in ein Schieberegister eingespeist und nach jeder Füllung desselben mit verminderter Geschwindigkeit daraus wieder abgelesen und als Teilimpulsfolgen mit verringerter Folgefrequenz zur Übertragung gebracht, und empfängerseitig werden diese zeitgedehnten Teilimpulsfolgen in ein entsprechendes Schieberegister eingespeist und mit der ursprünglichen Folgefrequenz aus diesem mehrfach nacheinander herausgelesen, so daß sich wieder eine ununterbrochene Reihe von Impulsfolgen ergibt.

Ein Schieberegister — aus der digitalen Rechenmaschinentechnik gut bekannt — besteht aus η hintereinandergeschalteten Speichereinheiten. Eine Impulsfolge mit « Impulslagen wird in ein Schieberegister eingespeichert, indem gleichzeitig η Schiebeimpulse gleicher Impulsfolgefrequenz an die Fortschalteleitung gelegt werden. Der «-stellige Speicherinhalt des Schieberegisters kann mit einer Impulsfolgefrequcnz ausgespeichert werden, die gleich der beliebig wählbaren Impulsfolgefrequenz der an die Fortschalteleitung gelegten Ausspeicher-Schiebeimpulse ist. Ist bei einem Schieberegister die letzte Speichereinheit mit der ersten verbunden, so läuft bei der Ausspeicherung der Speicherinhalt im Register um und kann beliebig oft an den Ausgangsklemmen abgenommen werden.

übertragungssystem für binär codierte
Signale mit verminderter Bandbreite

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dipl.-Ing. Ernst Kettel, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

Von diesen beiden Eigenschaften des Schieberegisters, daß es seinen Speicherinhalt mit beliebiger Impulsfolgefrequenz und beliebig oft ausspeichern läßt, wird bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem Gebrauch gemacht. Die jeweils in das senderseitige Schieberegister eingespeicherte Teilimpulsfolge wird entsprechend der verminderten Folgefrequenz der Ausspeicher-Schiebeimpulse als zeitgedehnte Teilimpulsfolge schmalbandig übertragen und in das empfängerseitige Schieberegister eingespeichert. Bei diesem Schieberegister ist während der Ausspeicherung mit Schiebeimpulsen der ursprünglichen Folgefrequenz die letzte Speichereinheit mit der ersten verbunden, so daß die zeitkomprimierte Teilimpulsfolge mehrfach hintereinander an die Ausgangsklemmen geliefert wird.

An Hand der Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Übertragungssystem dargestellt und näher erklärt.

Fig. 1 und 2 zeigen zwei senderseitige Schaltungsanordnungen, deren Funktionsablauf in Fig. la bzw. 2a dargestellt ist;

Fig. 3 zeigt eine empfängerseitige Schaltungsanordnung, deren Funktionsablauf in den Fig. 3 a bzw. 3 b dargestellt ist, je nachdem, ob eine Senderanordnung nach Fig. 1 oder 2 benutzt wird.

Die Fig. 1 und 1 a zeigen eine senderseitige Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung und ihre Arbeitsweise. Aus dem an die Eingangsklemme K₁ gelegten Signalfluß a wird durch den Schalter S₁ in Stellung I eine Teilimpulsfolge A ausgeblendet. In allen dargestellten Ausführungsbeispielen hat eine solche Teilimpulsfolge der Übersicht halber nur η = 4 Impulslagen. Tatsächlich wird die Zahl η bei Sprachsignalen viel größer sein. Eine herausgeblendete Teilimpulsfolge sollte etwa der Dauer der Stimmbandgrundschwingung entsprechen, also etwa die Länge von ¹Z₂₀₀ Sekunde haben. Wenn die Pulscode-

modulation der Sprache bei 8000 sekundlichen Proben i Impulslagcn für jede Probe hat, wird

i-8000 .. .

η = == 40 · t.

200

Eine Pulscodemodulation mit * = 5, die 2⁵ = 32 diskrete Amplitudenwerte übertragt, braucht also eine Registerlänge mit 200 Plätzen. Die ausgeblendete Teilimpulsfolge A wird unter gleichzeitigem Anlegen einer Impulsfolge f₀ über Schalter S₂ in Stellung I an die Fortschaltclcitung in das Schieberegister 1 eingespeichert. Während der folgenden m—I Impulsfolgen B bis F (in den Fig. 1 a, 2 a, 3 a, 3 b ist m = 6 gewählt) wird die Tcilimpulsfolge A' durch Anlegen von Impulsen mit der verringerten Folgefrequenz über Schalter S₂ in

Stellung TI an die Fortschaltclcitung zeitgedchnt aus dem Register 1 ausgcspcichcrt und somit als Impulsfolge b verringerter Folgefrequenz an der Ausgangsklemme K₂ abgenommen.

Jn den Fig. 2 und 2 a ist eine sendcrscitige Schaltungsanordnung mit zwei Schieberegistern dargestellt.

Nachdem die Tcilimpulsfolge A in das Schieberegister 1 eingespeichert ist, werden die Schalter S₁ bis S₄ in Stellung II und damit Register 1 in Ausspeicher- und Register 2 in die Einspeicherstcllung gebracht. In dem Zeitabschnitt B bis G wird die Tcilimpulsfolge A' entsprechend der geringeren Folgefrequenz -^- der Ausspcichcrimpulsc zeitgedchnt an den Ausgang b gegeben, während in das Register 2 das Eingangssignal α mit der Folgefrequenz f₀ eingespeichert wird, so daß bei Umschalten der Schalter in die Stellung I darin die Teilimpulsfolge G steht. Im folgenden Zeitabschnitt H bis M (die Schalter S₁ bis S₄ sind in Stellung I, ,und damit ist Register 1 in Einspeicher- und Register 2 in Ausspcicherstcllung gebracht) wird am Ende dieses Abschnittes die Tcilimpulsfolge M in Register 1 eingespeichert, während gleichzeitig die aus Register 2 ausgespeicherte Teilimpulsfolge G' zeitgedchnt an den Ausgang b gelangt. Während in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bei

in

den Ausspeicherimpulsen — entsprechend —--^
Fig. 1a — nach jeweils η Impulsen eine Lücke auftritt

tmd die lvanalkapazität deswegen nur zu

m—l

ausgenutzt

wird, wird bei der scnderscitigen Schaltungsanordnung nach Fig. 2 zur Ausspcichcrung eine durchlaufende Impulsfolge — entsprechend - - in Fig. 2 a — an die Fortschaltclcitung gelegt, und die Kanalkapazität wird voll ausgenutzt, da die zeitgedehnten Teilimpulsfolgen — entsprechend Ivurvc b in Fig. 2 a — eine lückenlose Reihe ergeben.

Die Fig. 3, 3a, 3 b zeigen eine crfindungsgemaßc cmpfängcrscitigc Schaltungsanordnung, die aus den beiden Schieberegistern 3 und 4 besteht. In einem ersten Zeitabschnitt — die Schalter S₁ bis S₆ sind in Stellung I₁ und dementsprechend ist Schieberegister 3 in Einspeicherund Schieberegister 4 in Ausspeicherstellung gebracht — wird die von der scndcrseitigcn Schaltungsanordnung nach Fig. 1 bzw. 2 gelieferte zeitgcdchnte Teilimpulsfolge A' durch Anlegen einer Impulsfolge der Folgedicse zeitkomprimierte Teilimpulsfolge »»-mal wiederholtwird, sind während der Ausspeicherung Ausgang und-Eingang des Schieberegisters 4 über den Schalter S₆" verbunden, so daß wahrend dieser Zeit im Register 4 die gespeicherte Teilimpulsfolge X' umläuft. Im folgenden Zeitabschnitt — die Schalter S₁ bis S₆ sind in Stellung II, und dementsprechend ist Register 3 in Ausspeicher- und Register 4 in Einspeicherstellung — wird in entsprechend umgekehrter Weise aus Register 3 die Tcilimpulsfolge A m-mal nacheinander mit der ursprünglichen Folgefrequenz f₀ ausgespeichert und gleichzeitig die zeitgedehnte Teilimpulsfolge G' nach Fig. 3 a bzw. 3 b in das Register 4 eingespeichert.

Auf diese Weise entsteht am Ausgang wieder eine lückenlose Reihe von je w-mal wiederholten Teilimpulsfolgen d. Der Gleichlauf zwischen der sender- und empfängerseitigen Anordnung kann z. B. durch Einblenden von Synchronimpulsen in gleicher Weise wie bei den bekannten Übertragungssystemen für Pulscodemodulation vorgenommen werden. Ein näheres Eingehen auf die Gleichlaufsteuerung von Sendern und Empfängern ist daher nicht erforderlich.

Claims

Patentansprüche

1. Übertragungssystem für binär codierte Signale großer Redundanz mit verminderter Bandbreite, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig periodisch aus dem Signalfluß ausgeblendete Teilimpulsfolgen in ein Schieberegister eingespeist und nach jeder Füllung desselben mit verminderter Geschwindigkeit daraus wieder abgelesen und als Teilimpulsfolgen mit verringerter Folgefrequenz zur Übertragung gebracht werden und daß empfängerseitig diese zeitgedehnten Teilimpulsfolgen in ein entsprechendes Schieberegister eingespeist und mit der ursprünglichen Folgefrequenz aus diesem mehrfach nacheinander herausgelesen werden, so daß sich wieder eine ununterbrochene Reihe von Impulsfolgen ergibt.

2. Senderseitigc Schaltungsanordnung zum Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein «-stufiges Schieberegister (1) durch zwei Schalter (S₁, S₂) derart gesteuert ist, daß ein erster Schalter (S₁) das Schieberegister für die Zeit einer «-lagigen Teilimpulsfolge (A) an den Signalfluß (a) legt, daß ein zweiter Schalter (S₂) gleichzeitig Impulse gleicher Folgefrequenz (f₀) an die Fortschalteleitung legt und daß der zweite Schalter nach der Einspeichcrung der Teilimpulsfolge (A) in das Schieberegister Impulse entsprechend geringerer Folge-

frcqucnz

- bzw. — an die Fortschalteleitung in das

Schieberegister 3 eingespeichert, und gleichzeitig wird die im vorhergehenden Zeitabschnitt in das Register 4 eingespeicherte Tcilimpulsfolge %' durch Anlegen von Impulsen der ursprünglichen Folgefrequenz f₀ an die Fortschaltcleitung aus dem Register gespeichert. Damit frequenz I—^-Tj-) an die Fortschalteleitung legt, so

daß die Tcilimpulsfolge (A') in zeitgedehnter Form schmalbandig zur Übertragung gebracht wird (Fig. 1 und la).

3. Scnderseitige Schaltungsanordnung zum Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schieberegister (1 und 2) durch entsprechende Schalter (S₁ bis S₄) derart gesteuert sind, daß jeweils in einem ersten Zeitabschnitt in das erste Register (1) eine Teilimpulsfolge (K) eingespeichert und gleichzeitig aus dem zweiten Register (2) die vorhergehende Teilimpulsfolge (K—1) mit verminderter Folgefrequenz ausgespeichert wird und daß jeweils in einem zweiten Zeitabschnitt aus dem ersten Register (1) die Teilimpulsfolge (K) mit verminderter Folgefrequenz ausgespeichert und gleichzeitig in das zweite Register (2) die nächste Teilimpulsfolge (K + 1) eingespeichert wird, so daß die zur Übertragung gebrachten zeitgedehnten Teilimpulsfolgen (b) eine lückenlose Impulsfolge ergeben (Fig. 2 und 2 a).

4. Empfängerseitige Schaltungsanordnung zum "Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Schieberegister (3 und 4) durch entsprechende Schalter (S₁ bis S₆) derart gesteuert sind, daß jeweils in einem ersten Zeitabschnitt im ersten Register (3) eine von der senderseitigen Schaltungsanordnung gelieferte zeitgedehnte Teilimpulsfolge (K') eingespeichert und gleichzeitig aus dem zweiten Register (4) die im vorhergehenden Zeitabschnitt in dieses Register eingespeicherte Teilimpulsfolge (K'—1) dadurch w-mal nacheinander ausgespeichert wird, daß während der Ausspeicherung Ausgang und Eingang dieses Schieberegisters (4) über einen Schalter (S₆) miteinander verbunden sind, so daß die gespeicherte Teilimpulsfolge (K'—1) während dieser Zeit im Register umläuft, und daß jeweils in einem zweiten Zeitabschnitt in entsprechender Weise aus dem ersten Register (3) die darin gespeicherte Impulsfolge (K') in zeitkomprimierter Form w-mal hintereinander ausgespeichert und gleichzeitig in das zweite Register (4) die nächste zeitgedehnte Teilimpulsfolge (K' + 1) eingespeichert wird (Fig. 3, 3 a und 3 b).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 666 301.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

® 909 578/291 7.