DE1228657B - Verfahren zum UEbertragen von Daten nach dem Restseitenbandverfahren mit zwei im Sendesignal zusaetzlich vorhandenen Frequenzkomponenten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES WTWWt PATENTAMT Int. CL:

H04b

AUSLEGESCHRIFT

H04j;H041

Deutsche Kl.: 21al-7/Ö3

Nummer: 1 228 657

Aktenzeichen: J 24911 VIII a/21 al

Anmeldetag: 12. Dezember 1963

Auslegetag: 17. November 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen von Daten nach dem Restseitenbandverfahren mit zwei im Sendesignal zusätzlich vorhandenen Frequenzkomponenten zur empfängerseitigen Synchrondemodulation.

Eine Art der Datenübertragung, die unter dem Gesichtspunkt der Fehlerrate für einen gegebenen Störabstand sehr günstig ist, ist das binäre Modulationssystem mit doppeltem Seitenband und unterdrücktem Träger sowie Synchrondemodulation am Empfänger. Das die binäre Verschlüsselung verwendende Zweiseitenbandsystem erfordert bekanntlich eine relativ große Bandbreite, während bei dem Restseitenbandverfahren (RSB) eines der beiden Seitenbänder teilweise unterdrückt und so die benötigte Übertragungsbandbreite verringert wird. Dadurch wird die Information nicht beeinträchtigt, da diese jeweils in beiden Seitenbändern vollständig enthalten ist. In der Praxis bleibt ein Rest des unterdrückten Seitenbandes in dem Sendesignal zurück. Hierdurch wird die Übertragung physikalisch realisierbar. Allerdings erfordert die Synchrondemodulation ein Verfahren zum Regenerieren der frequenz- und phasenrichtigen Trägerwelle am Empfangsort.

In Fig. 1 ist eine idealisierte Frequenzkurve eines typischen RSB-Filters dargestellt und mit dem Bezugszeichen A versehen. Das Frequenzspektrum des Modulatorausgangssignals für ein willkürlich gewähltes, weiterhin mit Modulationssignal bezeichnetes Datensignal mit dem Bezugszeichen B umfaßt ein unteres und ein oberes Seitenband, die zu einer Trägerfrequenz f_c symmetrisch liegen.

Aus der graphischen Darstellung geht hervor, daß beim Durchgang des unteren Seitenbandes des Modulationssignals B durch das RSB-Filter eine einheitliche Übertragung aller Frequenzkomponenten, die von dem Träger einen größeren Abstand als Z₁ haben, erfolgt. Außerdem entnimmt man der Figur, daß die Übertragung nahezu gleich Null ist für alle Frequenzkomponenten des Modulationssignals im oberen Seitenband, die von dem Träger einen größeren Abstand als Z₁ haben, fc+fx ist die höchste Frequenz, für welche das RSB-Filter ein nachweisbares Ausgangssignal abgibt. In dem Frequenzbereich zwischen fc—fi und f_c+A wird das Modulationssignal entsprechend der Neigung in der Ausgangscharakteristik des RSB-Filters, die im Idealfall linear ist, gedämpft.

Die Frequenzen /„—/₂ und /_c+/₂ stellen die K omponenten eines Modulationssignals im oberen und im unteren Seitenband dar, das einem Datensignal mit der Frequenzkomponente /₂ entspricht, z. B. einem Verfahren zum Übertragen von Daten nach dem Restseitenbandverfahren mit zwei im Sendesignal zusätzlich vorhandenen Frequenzkomponenten

Anmelder:

International Business Machines Corporation,

Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen, Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Dale L. Critchlow,
Saint-Laurent-Du-Var (Frankreich);
Robert H. Dennard,
Croton-On-Hudson, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 18. Dezember 1962
(245 500)

sich wiederholenden binären Signal 1010 ... Wie man sieht, wird bei der RSB-Übertragung diese Komponente des Modulationssignals im oberen Seitenband nicht zum Empfänger übertragen. Wenn das RSB-Signal durch einen Übertragungskanal mit Frequenzumsetzung, z. B. durch eine Telefonleitung, geschickt wird, ist jedoch eine einzige von der Trägerfrequenz verschiedene Frequenzkomponente zur Festlegung der für die Synchrondemodulation am Empfänger benötigte Trägerfrequenz nicht ausreichend. Daher ist unter der gemachten Voraussetzung die Synchrondemodulation des übertragenen Signals nicht ohne weiteres durchführbar.

Zwar liegen niedrige Frequenzkomponenten (einschließlich des Gleichstroms) in manchen Datenkonfigurationen vor, die Modulationsterme im Frequenzbereich fc—fi bis fc+fi erzeugen und die Rückgewinnung des Trägers gestatten, aber einige andere sich wiederholende Datenkombinationen enthalten keine Gleichstromkomponente oder eine Frequenzkomponente </_x. Es wäre möglich, nur diejenigen Datenmuster zu verwenden, die eine niedrige Frequenzkomponente oder eine Gleichstromkomponente enthalten, und die Verwendung von Datenkonfigurationen, bei denen das nicht der Fall ist, zu vermeiden.

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Durch solche Code-Einschränkungen wird das Über- lationssystem für ungeordnet auftretende binäre Daten

tragungssystem als Ganzes in übermäßiger Weise ohne Code-Einschränkungen kein zufriedenstellendes

begrenzt, insbesondere, da sich wiederholende Korn- System bekannt.

binationen, die oft keine niedrigen Frequenzkom- Nachstehend ist das erfindungsgemäße Verfahren an

ponenten besitzen, sehr häufig sind. 5 Hand einiger Ausführungsbeispiele in Verbindung mit

Man hat versucht, dieses Problem zu umgehen und den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

den Träger für die Synchrondemodulation der RSB- F i g. 1 eine idealisierte Frequenzkurve für ein

Übertragung unter der Voraussetzung zu regenerieren, typisches RSB-Filter,

daß weder ein Trägerterm noch ein Komponentenpaar F i g. 2 die schematische Darstellung eines RSB-

des Modulationssignals in dem übertragenen Signal io Übertragungssystems gemäß der Erfindung,

vorliegt. Ein bekanntes Verfahren besteht z. B. darin, F i g. 3 eine schematische Darstellung eines Aus-

erste und zweite Pilotsignale mit Frequenzen innerhalb führungsbeispiels der Teilschaltung 5 in dem System

des Übertragungsbandpasses zu übertragen. Die der F i g. 2,

Pilotsignale machen dieselben Frequenzänderungen F i g. 4 ein Impulsdiagrarnm, an Hand dessen sich

und Verzerrungen durch wie der Träger und können 15 die Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 3 erläu-

daher dazu verwendet werden, den Träger für die tem läßt,

Synchrondemodulation rückzugewinnen. Es bestehen F i g. 5 ein Schaltschema eines anderen Ausführungs-

jedoch Bedenken gegenüber diesem Verfahren wegen beispiels der Teilschaltung 5 in dem System von

dessen Kompliziertheit und der Tatsache, daß hier- F i g. 2,

durch die Bandbreite und der Energiepegel des über- 20 F i g. 6 und 7 Impulsdiagramme, an Hand derer

tragenen Signals erhöht wird, wodurch die Vorteile sich die Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 5

der RSB-Übertragung eingeschränkt werden. erläutern läßt,

Die genannten Nachteile werden durch das Ver- F i g. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Teilfahren gemäß der Erfindung dadurch beseitigt, daß schaltung 5 in dem System von F i g. 2,
dem Datensignal ein Signal mit einer Frequenz gleich 25 F i g. 9 ein Impulsdiagrarnm, an Hand dessen sich oder ungleich Null zugesetzt wird, daß mit dem die Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 8 er-Summensignal anschließend ein Trägersignal moduliert läutern läßt, und

wird, so daß zwei zur Trägerfrequenz symmetrisch F i g. 10 eine Filtercharakteristik einer dem System

liegende Frequenzkomponenten gebildet werden, und von F i g. 2 zugeordneten Schaltung,

daß das resultierende Signal in an sich bekannter 30 Das Vorhandensein zweier Frequenzkomponenten,

-Weise ein Restseitenbandfilter passiert. z. B. f_c — /₃ und f_c + /₃ in Fi g. 1, oder einer

Vorteilhafterweise wird dem Datensignal vor seiner Trägerkomponente in dem übertragenen Signal wird Eingabe in den Modulator eine Gleichstromkompo- mit Hilfe von Schaltungen sichergestellt, die niedrige nente zugesetzt, die der halben Größe des kleinst- Frequenzkomponenten in das Datensignal einführen, möglichen in der jeweiligen Datenkonfiguration ent- 35 Diese Schaltungen sorgen auch dafür, daß die so gehaltenen Gleichstromkomponente entspricht. lieferten niedrigen Frequenzkomponenten nicht die

Insbesondere ist das Verfahren dadurch gekenn- eventuell bereits in einigen sich wiederholenden Datenzeichnet, daß ein mit dem Datensignal synchron konfiguration vorliegenden niedrigen Frequenzkomlaufendes Rechtecksignal mit dem Datensignal ver- ponenten kompensieren. Hier und im folgenden beglichen wird und im Falle gleicher Polarität beider 40 deutet der Ausdruck »niedrige Frequenzkomponente« Signale dem Datensignal ein positives Signal und im entweder ein Signal, das bei seiner Eingabe in den entgegengesetzten Falle dem Datensignal ein nega- Sendermodulator zwei Frequenzkomponenten .F₁, F₂ in tives Signal zugesetzt wird. dem wirklich übertragenen Signal erzeugt, oder eine

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird bei Gleichstromkomponente.

Beginn jedes positiven Impulses des Datensignals ein 45 Im ersten Falle gelten hiernach und nach dem Vornegativer Impuls mit einer Amplitude von der Größe hergehenden
des Datensignalimpulses erzeugt und dieser Impuls

dem Datensignal zur Einfügung einer Gleichstrom- Jc — Ji < *Ί < Jc + Ji,

komponente zugesetzt. /e — Λ < F₂ < /_c 4- Z₁

Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung 50

werden zur Bereitstellung eines Frequenzkomponenten- sowie

paars in dem übertragenen Signal durch Einfügung F -l· F — 2 f

einer Niederfrequenz- bzw. einer Gleichstromkom- " * ²

ponente im Datensignal diesem zusätzliche Bits zur Der zweite Fall entspricht dem bereits erwähnten

Erhöhung eines eventuell bereits vorhandenen Gleich- 55 Spezialfall

strompegels hinzugefügt. ρ __ ρ _ / f ü_r /r _ ρ — ο

Durch die Erfindung wird erreicht, daß dem Sender 12c 21·
des RSB-Systems eine zusätzliche Schalteinheit züge- Sowohl das Frequenzkomponentenpaar im Bereich ordnet ist, die zwei Frequenzkomponenten liefert, /_c — Z₁ bis f_c + Z₁ als auch die Komponente mit welche zu der Trägerfrequenz des übertragenen 60 Trägerfrequenz werden nachstehend als »Frequenz-Signals symmetrisch liegen. Für den speziellen FaIl₃ komponentenpaar« bezeichnet, weil die Komponente daß beide Komponenten zusammenfallen, handelt es mit Trägerfrequenz tatsächlich der Sonderfall ist, in sich um eine einzige Komponente mit der Frequenz dem die beiden Frequenzkomponenten durch den des Trägers. Beide Frequenzkomponenten oder die Abstand Null getrennt sind und mit Trägerfrequenz Trägerkomponente werden dann für die Trägerrück- 65 auftreten.

gewinnung benutzt. Bisher war für die Regenerierung Durch die Einführung von niedrigen Frequenz-

dieser Trägerwelle am Empfänger zur Verwendung komponenten in das Datensignal entstehen also

bei der Synchrondemodulation in einem RSB-Modu- Komponentenpaare in dem übertragenen Signal, die

5 6

in bezug auf die Trägerfrequenz symmetrisch liegen Stromsignal und die Gleichstromkomponente des und im Bereich f_c — 1 bis /_c + f_x enthalten sind. Mit Datensignals einander aufheben, da das Frequenzabnehmender Frequenz der niedrigen Frequenzkom- komponentenpaar die nötige Information zur Trägerponenten wird der Abstand zwischen den Komponen- rückgewinnung dem übertragenen Signal liefert. Es ist tenpaaren immer kleiner, bis aus den niedrigen Fre- 5 also lediglich nötig, Datensignale zu berücksichtigen, quenzkomponenten ein Gleichstrom wird und diese an deren Grundfrequenzkomponente größer als Zi ist. der Stelle der Trägerfrequenz ineinander übergehen. Mit folgenden Bezeichungen:

^In„^F u^g··²^^{iSt e}-ⁿ _C ^RS5-Ü^bertrag^8ssystern dar- _{f = G}rundfrequenz des Datensignals,
gestellt, bei dem ein Sender 1 und em Empfänger 2 ·,.-,,,, _Λ
durch ein geeignetes Übertragungsmedium 3, das bei- io /* = Frequenz der sich wiederholenden Datenspielsweise als Übertragungsleitung vorstellbar ist, konfiguration,

elektrisch verbunden sind. Der Sender 1 besteht aus « = Länge der sich wiederholenden Dateneiner Datensignalquelle 4, einem Tiefpaßfilter 6, einem konfiguration in Bits und der Beziehung Gegentaktmodulator 7, der ein Trägersignal aus einem /₀ = —, die daraus resultiert; sowie unter der Oszillator 8 mit dem Datensignal moduliert, und einem 15 "

RSB-Filter 9. Der Gegentaktmodulator 7 erzeugt ein Annahme, daß nur solche Datenmuster

Ausgangssignal, das proportional dem Produkt aus berücksichtigt werden, in denen /₀ > Zi ist,

Datensignal und Trägersignal ist und in der Technik ergibt sich:

häufig als Produktmodulator bezeichnet wird. Erfin- f_d f_d

dungsgemäß ist unter der Bezugsziffer 5 eine weitere 20 ~~^~ > /1» ⁿ < ~~ ·

Schaltung eingefügt, die als »Generator für Zusatz- -^¹

frequenzkomponentenpaar« bezeichnet wird. In jedem System ist die maximale Größe von f&

Die Schaltung 5 verändert das Datensignal der sowie Zi bekannt. Daher kann die maximale Muster-Quelle 4 derart, daß niedrige Frequenzkomponenten länge η der Datenmuster, die keine Komponentenin dem Datensignal entstehen, die ein Paar von 25 paare im Bereich f_c — Zi bis f_c + Zi enthalten, Frequenzkomponenten in dem übertragenen Signal im bestimmt werden, und diese Datenmuster lassen sich Bereich zwischen f_e — Z₁ und f_c + Zi erzeugen, so zur Bestimmung der möglichen Gleichstrompegel daß der Träger am Empfänger aus dem übertragenen analysieren. Der Pegel des zugefügten Gleichstrom-Signal durch eine noch zu beschreibende Schaltung signals kann dann so gewählt werden, daß keine rückgewonnen werden kann. 30 Kompensation erfolgt.

Die Schaltung 5 ist nicht auf eine bestimmte Schal- Zur Veranschaulischung sei ein System betrachtet,

tungsanordnung zur Bereitstellung eines solchen Paars ^ _{dem f und} ^ _{besi daß} U ₌

von Frequenzkomponenten in dem übertragenen Signal ' ^J1 /1

beschränkt, sondern stellt ganz allgemein mehrere gilt. Die zu analysierenden Datenmuster haben also

verschiedene mögliche Schaltungen zur Durchführung 35 Längen von η < 5 Bits. Die zugehörigen Gleichstrom-

der obengenannten Aufgabe dar. pegel lassen sich ohne weiteres errechnen. Für den

Eine Möglichkeit zur Lösung dieser Aufgabe besteht bipolaren binären Code, der zwischen ± 1 wechselt,

darin, eine Gleichstromkomponente in das Daten- hat z. B. ein Datenmuster der Länge Eins entweder

signal der Quelle 4 einzuführen. Die Einführung der den Wert+1 Einheit oder — 1 Einheit. Ein Codemuster

Gleichstromkomponente erzeugt eine Trägerfrequenz- 40 der Länge Zwei, das aus einem +1-Wert und einem

komponente in dem übertragenen Signal. Hierbei — 1-Wert besteht, hat einen mittleren Gleichstrom

würde die Schalteinheit 5 aus einer Gleichstromquelle, Null. Eine nur aus positiven Werten oder nur aus

z. B. einer Batterie 5 A in Reihe mit einem Wider- negativen Werten bestehende Datenkonfiguration fällt

stand 5 B bestehen, die an der in Fig. 3 gezeigten unter den ersten betrachteten Fall, da sie als eine Reihe

Addierschaltung 5 C eine zusätzliche Gleichstrom- 45 von Mustern der Länge Eins gelten kann und einen

komponente in das Datensignal aus der Quelle 4 ein- Gleichstrompegel von jeweils entweder +1 oder —1

gibt. Das so zu dem Datensignal hinzugefügte Gleich- Einheit besitzt. Ein Codemuster der Länge Drei be-

stromsignal bewirkt bei der Einführung in den Modu- steht entweder aus zwei +1- Werten und einem

lator 7 in eine Trägerfrequenzkomponente f_c in dessen —1-Wert oder aus zwei — 1-Werten und einem

Ausgangssignal, das nach seiner Übertragung zum 50 +1-Wert, was einem mittleren Gleichstrom von

Empfänger 2 für die Synchrondemodulation verwendet ±0,33 einer Einheit entspricht. Ein Codemuster der

werden kann. Wie bereits oben erwähnt, muß unbe- Länge Vier besteht entweder aus zwei +1-Werten und

dingt sichergestellt sein, daß das durch die Batterie 5 A zwei —1-Werten mit einem Gleichstromdurchschnitt

gelieferte Gleichstromsignal so beschaffen ist, daß es Null oder aus drei ±1-Werten und einem ^F 1-Wert

andere Gleichstromkomponenten, die eventuell in 55 mit einem Gleichstromdurchschnitt von ±0,50 einer

einigen sich wiederholenden Datenmustern enthalten Einheit. Ein Codemuster der Länge Fünf besteht

sind, nicht kompensiert. entweder aus drei ±1-Werten und zwei +1-Werten

Es sei angenommen, daß es sich bei dem Datensignal mit einem Gleichstromdurchschnitt von 0,20 einer Einaus der Datenquelle 4 um den bipolaren binären Typ heit oder aus vier ±1-Werten und einem ψ 1-Wert mit eines verschlüsselten Signals handelt, das zwischen ± 1 60 einem Gleichstromdurchschnitt von ± 0,60 einer Ein-

wechselt Es ist möglich, zur Bestimmung der mög- Für das System, in dem das Verhältnis fy- gleichS

liehen Gleichstromkomponenten eine Analyse der Λ ^&

binären Signale für sich wiederholende Datenmuster ist, ist also der minimale Gleichstrompegel von

beliebiger Länge durchzuführen. Besitzt dieses Daten- Datensignalen, die keine Komponentenpaare in

signal ein Paar Frequenzkomponenten in dem Be- 65 dem übertragenen Signal im Bereich f_c — Zi bis

reich f_c — Zi bis f_c + Zu welche unabhängig von der f_c + Zi erzeugen, gleich ±0,20 Einheiten. Der durch

mittleren Gleichstromkomponente des Signals sind, die Batterie 5 A zugesetzte Betrag des Gleichstrom-

so ist es bedeutungslos, ob das zusätzliche Gleich- signals muß so groß sein, daß er nicht durch die oben-

erwähnten Datensignale aufgehoben wird, und daher stufen 21 und 22, UND-Tore 23 und 24 und ein ODER-wird ein Gleichstromsignal gewählt, das die halbe Tor 25 umfaßt. Wenn der negative Pegel der Daten-Größe des kleinstmöglichen Gleichstroms in dem muster aus der Datenquelle 4 und dem Signalgenegenannten Datensignal besitzt. Im vorliegenden Bei- rator20 als binäre »0« und der positive Pegel der spiel würde hiernach das durch die Batterie 5 A appli- 5 Signale als binäre »1« gelten, ist die logische Schaltung zierte Gleichstromsignal gleich ±0,1 Einheit sein, so ausgelegt, daß das Ausgangssignal der ODER-Datenkonfigurationen mit einem ehemaligen Gleich- Schaltung 25 positiv ist, wenn die Signale aus der strompegel Null enthalten also jetzt eine Gleichstrom- Datenquelle 4 und dem Signalgenerator 20 beide komponente von ±0,1 Einheit, und alle anderen Da- gleichzeitig gleich »1« oder gleich »0« sind, und das tenmuster haben mindestens eine Gleichstromkom- io Ausgangssignal der ODER-Schaltung 25 ist negativ, ponente von ±0,1 Einheit. Im allgemeinen Falle wird wenn die Signale aus der Datenquelle 4 und dem ·· t. * j λr t-ij. · fa ι_ <.· j j Generator 20 gleichzeitig entweder »1« und »0« oder zunächst das Verhaltms £- bestimmt, sodann der _{))0<mnd)>1<(sind} ^g Die positiven und negativen Ausgangs-

Gleichstrompegel für Datenkonfigurationen, für die η signale der ODER-Schaltung 25 werden in der Addierkleiner als ^/a ist berechnet Der Gleich strnmr>e«>1 ^{15 scnaItun}S^{26 zu dem} Datensignal aus der Datenklemer als j- ist, berechnet. Der Gleichstrompegel _{queUe 4 hinzugefügt}

für das zugesetzte Signal wird so gewählt, daß keine Die Wirkung der Addition der positiven und nega-

Kompensation mit dem Datensignal eintritt. tiven Ausgangssignale der ODER-Schaltung 25 zu

In F i g. 4 ist das Impulsdiagramm eines typischen einem typischen Datensignal aus der Quelle 4 ist bipolaren binären Datensignals, mit einer Ursprung- 20 graphisch durch die Bezugsziffer 27 in F i g. 7 darliehen Schwankung zwischen ± einer Spannungsein- gestellt, wobei das ursprüngliche Datensignal durch heit, nach seiner Veränderung durch die Hinzufügung die gestrichelte Linie 28 dargestellt wird. Die in von 0,1 Einheit Gleichspannung aus der Batterie 5 F i g. 7 angedeutete Spannungsamplitude y ist die dargestellt. Das Datensignal schwankt nun zwischen Spannungsdifferenz zwischen den positiven und nega- +1,1 Einheiten und —0,1 Einheiten und stellt min- 25 tiven Ausgangssignalen der ODER-Schaltung 25 destens eine Gleichstromkomponente von 0,1 Einheit (F i g. 5). Das in F i g. 7 dargestellte veränderte sicher, die im Modulator 7 eine Komponente mit Datensignal enthält Harmonische, die, wenn sie mit Trägerfrequenz in dem übertragenen Signal nach sich dem Träger im Modulator 7 multipliziert werden, zwei zieht. Frequenzkomponenten in dem Modulationssignal zum

Die Bedingung, daß die Größe der durch die 30 Ergebnis haben, welche in bezug auf die Trägerfrequenz Batterie 5^4 eingefügten Gleichspannung so gewählt in einem unter f_x liegenden Abstand symmetrisch sind, werden muß, daß keine Kompensation erfolgt, ist dann wie es die Frequenzen /_c — /₃ und /_c + /₃ in F i g. 1 nötig, wenn das Datensignal Konfigurationen mit veranschaulichen. Die Frequenzen/_e—/₃ und/_c+/₃ einer Gleichstromkomponente enthält. Diese Ein- werden von dem RSB-Filter 9 durchgelassen und verschränkung ist nicht erforderlich, wenn bekannt ist, 35 bleiben in dem RSB-übertragenen Signal als Frequenzdaß das Datensignal keine Gleichstromkomponente komponenten, die für die Rückgewinnung des Trägers besitzt. Bekanntlich liegt bei Verwendung einer Ver- am Empfänger verwendet werden können,
schlüsselung, z. B. »4-aus-8 «-Codes, keine Gleichstrom- Ein anderes Ausführungsbeispiel der Schaltung 5 komponente vor. Daher ist es nicht nötig, die Größe von F i g. 1 ist in F i g. 8 gezeigt. In diesem Ausfühder durch die Batterie 5 A zugesetzten Gleichstrom- 40 rungsbeispiel werden niedrige Frequenzkomponenten komponente auf eine untere Grenze festzulegen. (d. h. ein Gleichstrompegel) in das Datensignal durch

Ein anderes Ausführungsbeispiel der Schaltung 5 zur eine Vorspannungsverzerrung eingeführt. In F i g. 8 Bildung eines Frequenzkomponentenpaars in dem besteht die Schaltung 5 aus einer monostabilen Kippübertragenen Signal durch Einführung einer Nieder- schaltung 30 und einer Addierschaltung 31. Die an frequenzkpmponente in das Datensignal ist in F i g. 5 45 den Ausgang der Datenquelle 4 angeschlossene monodargestellt. Die Schaltung von F i g. 5 ist eine Vor- stabile Kippschaltung 30 erzeugt einen negativen Ausrichtung, durch die ein Datensignal mit einem perio- gangsimpuls auf positive Schwankungen des Datendischen Signal mit definierten Frequenzkomponenten signals hin. Die negativen Ausgangsimpulse der Kippso moduliert wird, daß das veränderte Datensignal schaltung 30 haben dieselbe Amplitude wie der zwiniedrige Frequenzkomponenten < Z₁ enthält, was bei 50 sehen negativer und positiver Klemme liegende Ammultiplikativer Modulation des Trägersignals ein Fre- plitudenausschlag des Datensignals. Die Ausgangsquenzkomponentenpaar im Bereich f_c —Z₁ bis /0+Z₁ impulse der Kippschaltung 30 werden in der Addierin dem übertragenen Signal zum, Ergebnis hat. Die schaltung 31 zu dem Datensignal aus der Daten-Schaltung von F i g. 5 umfaßt einen Signalgenerator 20, quelle 4 addiert. Das Ergebnis der Addition ist in der ein sich wiederholendes Muster erzeugt, bei dem es 55 F i g. 9 graphisch dargestellt. In F i g. 9 ist das Imsich z. B. um ein 4-Bit-Ausgangssignal handeln kann, pulsdiagramm, das durch die durchgehende Linie 32 in dem auf drei aufeinanderfolgende »1«-Bits eine »0« dargestellt wird, das Ausgangssignal der Addierschaliin NRZ-(»Nicht zurück nach Null«)-Code folgt, der tung 31 (F i g. 8). Die gestrichelten Linien 33 stellen

für das System mit dem Verhältnis £- = 5 geeignet _fi ^{die z}f^liche Lage der positiven Ausschläge des Daten-

Z₁ ^{& &} 60 signals aus der Quelle 4 dar. Die zeitliche Verzogeist. Der Signalgenerator 20 kann durch den Datentakt- rung Δ t zwischen dem positiven Ausschlag des urgeber der Datenquelle 4 so angetrieben werden, daß sprünglichen Datensignals und dem positiven Ausseine Ausgangssignale mit den Ausgangssignalen der schlag des Ausgangssignals der Addierschaltung 31 Datenquelle 4 synchron sind. Das Impulsdiagramm ist durch die Addition des negativen Impulses aus der des Ausgangssignals aus dem Generator 20 ist in 65 Kippschaltung 30 bedingt. Für Datenkonfigurationen F i g. 6 dargestellt. In F i g. 5 werden die Ausgangs- ' ohne Gleichstromkomponenten führen die bei den signale der Datenquelle 4 und des Signalgenerators 20 positiven Übergängen des Datensignals auftretenden einer logischen Schaltung zugeführt, die Umkehr- zeitlichen Verzögerung At zu einer Verbreitung der

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9 10

dem Übergang vorausgehenden negativen Bitperiode tung 14, einem Schmalbandfilter 15, einer Verzöge- und einer Verschmälerung der auf den Übergang rungsschaltung 16, einer Begrenzerschaltung 17 und folgenden positiven Bitperiode, was einer Gleichstrom- einer Teilerschaltung 18 besteht, deren Ausgang mit komponente in der Datenkonfiguration entspricht. dem Gegentaktdemodulator 10 gekoppelt ist.
Das Vorhandensein der Gleichstromkomponente führt 5 Im einzelnen handelt es sich hierbei um bekannte nach dem oben Gesagten zu einer Trägerfrequenz- Schaltungen mit Ausnahme der Symmetrierschalkomponente in dem Modulationssignal. Die Breite des tung 12. Zum Beispiel kann der Detektor 13 ein Vollnegativen Impulses aus der Kippschaltung 30 kann weggleichrichter, die Begrenzerschaltung 14 ein Dioentsprechend der Zahl der Übergänge pro Bit, die das denbegrenzer, das Schmalbandfilter 15 auf die dop-Datensignal durchmacht, auf einen Gleichstromkom- io pelte Trägerfrequenz abgestimmter Resonanzkreis, die ponentenanteil einjustiert werden, der sicherstellt, daß Verzögerungsschaltung 16 eine Phasenschieberschaldie Gleichstromkomponente derjenigen Datenkonfi- tung und der Gegentaktmodulator 10 ein Produktgurationen, die zwar eine solche, jedoch keine unter Zi modulator entsprechend der Schaltung 7 im Sender liegenden Frequenzkomponenten enthalten, nicht korn- sein. Die Symmetrierschaltung 12 hat die Aufgabe, auf pensiert werden. Die eingeführte reine Gleichstrom- 15 das empfangene RSB-Signal anzusprechen und ein komponente ist proportional der Zahl der Übergänge Doppelseitenbandsignal zu erzeugen, das aus den Kompro Bit, der das Datensignal unterworfen ist, und der ponenten im Bereich von /_c —Z₁ bis Zc+Zi besteht, Breite des negativen Impulses aus der Kippschaltung 30. wobei diese Komponenten in bezug auf die Träger-Eine weitere Möglichkeit zum Sicherstellen eines frequenz in Amplitude und Phase symmetrisch sind. Frequenzkomponentenpaares in dem übertragenen 20 In der Praxis kann es sich bei der Symmetrierschal-Signal durch die Hinzufügung einer niedrigen Frequenz- tung 12 z. B. um ein Komplementfilter handeln, dessen komponente bzw. Gleichstromkomponente im Daten- Charakteristik komplementär zu derjenigen des RSB-signal ist die Addition von zusätzlichen Bits zu dem Filters 9 ist. Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist das RSB-Datensignal, um so den Gleichstrompegel möglichst Filter im idealen Falle ein Tiefpaßfilter ohne nachweishoch zu machen. Zum Beispiel würde jedes beliebige 25 bares Ausgangssignal oberhalb von f_c + Zt und mit aus sieben Bits bestehende Zeichen, z. B. 1001101, eine linearer Dämpfungscharakteristik zwischen f_c — Zi und unterste Gleichstromhöhe von V₇ Einheiten haben. /_c + Z₁. Das als Symmetrierschaltung 12 verwendete Durch die Addition eines positiven Bits wird der Komplementfilter wäre entsprechend dem Vorher-Gleichstrompegel auf eine Mindesthöhe von einem gesagten ein Hochpaßfilter ohne merklichen Ausgangs-Viertel angehoben. Ebenso würde ein 5-Bit-Zeichen, 30 impuls unterhalb von /_c — Z₁ und mit linearer Dämpz. B. 01001, mindestens eine Gleichstromhöhe von fungsneigung zwischen Zc+ Zi und Ze —Zi· Die einem Fünftel haben. Durch die Addition eines nega- Charakteristik des Komplementfilters ist im Verhältnis tiven Bits wird der minimale Gleichstrompegel auf ein zu der Charakteristik des RSB-Filters 9 in F i g. 10 Drittel erhöht. dargestellt, wobei A die Charakteristik des RSB-In der vorstehenden Beschreibung sind verschiedene 35 Filters und C die des Komplementfilters darstellen. Ausführungsbeispiele der Schaltung 5 (Fig. 2) be- Wie F i g. 10 erkennen läßt, werden alle unter schrieben worden, die verwendet werden können, um f_c — Zi liegenden Komponenten des RSB-Signals durch ein in bezug auf die Trägerfrequenz im Bereich f_c — Z₁ das Komplementfilter völlig gedämpft. Die Gesamtbis Zc+ Zi symmetrisches Paar von Frequenzkompo- charakteristik des RSB- und des Komplementfilters nenten durch die Einfügung einer niedrigen Frequenz- 40 ist durch die Kurve D dargestellt. Ein Frequenzkomponente bzw. einer Gleichstromkomponente in das komponentenpaar innerhalb des Bereichs f_c — Zi bis Datensignal zu erzeugen. Natürlich kann auch zu f_c + Zu wie z. B. die in F i g. 1 gezeigten Kompodiesem Zweck eine andere Schaltung als die Schal- nenten f_c — f_s und Ze + f₃, besitzen daher aus Symtung 5 verwendet werden. Die Schaltung 5 soll lediglich metriegründen die gleiche Amplitude. Das Ausgangseines der möglichen Mittel zur Bereitstellung eines 45 signal des Komplementfilters ist daher ein zur Träger-Frequenzkomponentenpaars innerhalb des übertra- frequenz symmetrisches Doppelseitenbandsignal. Diegenen Signals erläutern. jenigen Komponenten des RSB-Signals, die die Trägerin den gezeigten Ausführungsbeispielen arbeitete die frequenz (F₁ = F_z = f_c) oder Frequenzen (F₁ + F₂ Schaltung zur Bildung solcher Komponentenpaare in = 2 Ze) innerhalb des Bereiches f_c ± Zi haben, werden dem übertragenen Signal in Verbindung mit dem 50 also dem Vollweggleichrichter 13 zugeführt.
Datensignal aus der Datenquelle 4. Es versteht sich Der Detektor mit quadratischer Kennlinie 13 wird aber, daß die Bildung der Komponentenpaare in dem verwendet, weil im vorliegenden Beispiel das Trägerübertragenen Signal nicht auf die Änderung des signal seine Phase umkehrt, wenn sich die Polarität Datensignals beschränkt ist, sondern auch durch des Modulationssignals ändert. Der quadratische geeignete Beeinflussung von Signalen an anderen 55 Detektor 13 beseitigt diese Phasenumkehrungen und Teilen des Senders ausgeführt werden kann, z. B. erzeugt ein Ausgangssignal, das eine Komponente 2Zc durch die Einführung eines Trägersignals von vorher- hat. Die Begrenzerschaltung 14 hat die Aufgabe, die bestimmter Größe in das Modulationssignal am Aus- Amplitudenschwankung des Signals 2Zc zu verkleigang des Modulators 7. nern. Der in Abhängigkeit von der Datenkonfigu-Nunmehr sei die im Empfänger benutzte Schaltungs- 60 ration über einen breiten Bereich hinweg schwankende anordnung zur Rückgewinnung des Trägers beschrie- Gehalt an Harmonischen wird hierbei entsprechend ben. der Amplitudenverkleinerung geändert. Das Aus-Gemäß F i g. 2 umfaßt der Empfänger 2 einen Ver- gangssignal der Begrenzerschaltung 14 wird durch das stärker 9, einen Gegentaktdemodulator 10 und ein auf 2Zc abgestimmte Schmalbandfilter 15 gefiltert. Die Tiefpaßfilter 11 in Reihenschaltung. Mit dem Ausgang 65 Verzögerungsschaltung 16 dient dazu, die richtige des Verstärkers 9 ist eine Reihenschaltung gekoppelt, Phasenlage des Rückgewinnungsträgers in bezug auf die aus einer Symmetrierschaltung 12, einem Detektor das Eingangssignal des Demodulators IO herzustellen, mit quadratischer Kennlinie 13, einer Begrenzerschal- Durch die Begrenzerschaltung 17 wird der Bereich

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der Amplitudenschwankung des Signals 2/_c weiter reduziert sowie der Teilerschaltung 18 ein relativ quadratisches Eingangssignal zugeführt. Hierbei kann es sich um eine binäre Kippschaltung handeln, die die 2f_e-Wellenform auf eine /c-Wellenform verkleinert.

Die oben beschriebene Empfängerschaltung erzeugt einen frequenz- und phasenrichtigen Trägerterm zur Synchrondemodulation auch im Falle einer Frequenzumsetzung im Übertragungsmedium.

Innerhalb der Grenzen der Erfindung können auch andere Schaltungen benutzt werden. Zum Beispiel ließen sich die Eigenschaften, die von der Symmetrieschaltung 12 erwartet werden, annähernd durch eine abgestimmte Schaltung erreichen. Außerdem könnte die Funktion des Schmalbandfilters 15 von F i g. 2 durch Verwendung eines phasenstarren Oszillators realisiert werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Übertragen von Daten nach dem Restseitenbandverfahren mit zwei im Sendesignal zusätzlich vorhandenen Frequenzkomponenten zur empfängerseitigen Synchrondemodulation, dadurch gekennzeichnet, daß dem Datensignal ein Signal mit einer Frequenz gleich oder ungleich Null zugesetzt wird, daß mit dem Summensignal anschließend ein Trägersignal moduliert wird, so daß zwei zur Trägerfrequenz symmetrisch liegende Frequenzkomponenten gebildet werden, und daß das resultierende Signal in an sich bekannter Weise ein Restseitenbandfilter passiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Datensignal vor seiner Eingabe in den Modulator eine Gleichstromkomponente zugesetzt wird, die der halben Größe des kleinstmöglichen, in der jeweiligen Datenkqnfiguration enthaltenen Gleichstromkomponente entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Datensignal synchron laufendes Rechtecksignal mit dem Datensignal verglichen wird und im Falle gleicher Polarität beider Signale dem Datensignal ein positives Signal und im entgegengesetzten Falle dem Datensignal ein negatives Signal zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beginn jedes positiven Impulses des Datensignals ein negativer Impuls mit einer Amplitude von der Größe des Datensignalimpulses erzeugt wird und daß dieser Impuls dem Datensignal zur Einfügung einer Gleichstromkomponente zugesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitstellung eines Frequenzkomponentenpaars in dem übertragenen Signal durch Einfügung einer Niederfrequenz- bzw. einer Gleichstromkomponente im Datensignal diesem zusätzliche Bits zur Erhöhung eines eventuell bereits vorhandenen Gleichstrompegels hinzugefügt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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