DE1257885B - Verfahren zur Nachrichtenuebertragung durch Tangensmodulation - Google Patents

Verfahren zur Nachrichtenuebertragung durch Tangensmodulation

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DE1257885B
DE1257885B DE1963ST020933 DEST020933A DE1257885B DE 1257885 B DE1257885 B DE 1257885B DE 1963ST020933 DE1963ST020933 DE 1963ST020933 DE ST020933 A DEST020933 A DE ST020933A DE 1257885 B DE1257885 B DE 1257885B
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DE
Germany
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modulation
amplitude
carrier
oscillation
angle
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DE1963ST020933
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Dr-Ing Martin Mueller
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Alcatel Lucent Deutschland AG
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Standard Elektrik Lorenz AG
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03CMODULATION
    • H03C3/00Angle modulation
    • H03C3/38Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation
    • H03C3/40Angle modulation by converting amplitude modulation to angle modulation using two signal paths the outputs of which have a predetermined phase difference and at least one output being amplitude-modulated
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B14/00Transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B14/002Transmission systems not characterised by the medium used for transmission characterised by the use of a carrier modulation
    • HELECTRICITY
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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplitude Modulation (AREA)

Description

  • Verfahren zur Nachrichtenübertragung durch Tangensmodulation Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nachrichtenübertragung mit einer derartig kombinierten Amplituden- und Phasenmodulation, daß die Ortskurve des modulierten Trägers eine Gerade darstellt, die senkrecht zu dem Vektor des unmodulierten Trägers liegt (Tangensmodulation).
  • Für den Nachrichten-Weitverkehr über Richtfunkverbindungen muß das zu übertragende Signal einem höherfrequenten Träger aufmoduliert und im Zuge der Strecke mehrmals demoduliert und dem Träger wieder aufgegeben werden. Da aber jede Demodulation und Modulation eine Erhöhung der Übertragungsverzerrungen zur Folge hat, besteht der Bedarf nach einem verzerrungsarmen Modulationsverfahren, das eine relativ geringe Bandbreite benötigt.
  • Bisher übliche Modulationsverfahren sind die verschiedenen Arten der Impulsmodulation sowie die Frequenz- oder Phasenmodulation. In beiden Fällen muß eine wesentlich größere Bandbreite des Hochfrequenzkanals zur Verfügung gestellt werden, als das eigentliche Basisband einnimmt. Die Modulations-und Demodulationseinrichtungen hierfür sind relativ kompliziert, insbesondere wenn sie mit Halbleiterelementen ausgeführt werden sollen. Prinzipiell kann dabei der erforderliche Rauschabstand durch Erhöhung der Bandbreite gewonnen werden. Bei sehr breiten Basisbändern, die mit »Kleinhub-FM« übertragen werden, wird davon wegen der höheren Verzerrungen kein Gebrauch gemacht. Die für Kleinhub-FM nötige Bandbreite ist unabhängig vom Hub und beträgt etwa das Vierfache der Basisbandbreite.
  • Es wurde daher bereits versucht, die Amplitudenmodulation (AM) zur Richtfunkübertragung zu verwenden. Bei gleichem Rauschabstand wie für die Kleinhub-FM würde sie nämlich nur die doppelte Basisbandbreite benötigen, und es könnten dabei die Modulations- und Demodulationseinrichtungen wesentlich einfacher ausgeführt sein. Mit Rücksicht auf Verzerrungen blieb diese Modulationsart auf die Übertragung schmaler Basisbänder beschränkt.
  • Ein anderer Versuch, die Bandbreite durch die Verwendung der Amplitudenmodulation zu vermindern, ist durch das in der deutschen Patentschrift 658 906 beschriebene Modulationsverfahren bekanntgeworden. Dieses arbeitet mit zwei getrennten Modulatoren, von denen der eine den Träger zunächst phasenmoduliert und der andere diesen zusätzlich derart amplitudenmoduliert, daß mit zunehmender Phasenabweichung die Trägeramplitude größer wird. Diese Modulationsart läßt sich aber wegen der relativ hohen Verzerrungen nur für schmalbandige Systeme verwenden.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man zur Vermeidung von Verzerrungen unter Wahrung des der Amplitudenmodulation eigenen Vorteils, weniger Bandbreite zu benötigen, zweckmäßigerweise erst den Träger mit dem Signal amplitudenmoduliert und dann ein Seitenband des dabei entstandenen Zweiseitenband-AM-Signals um 180° in der Phase dreht.
  • Mit der vorliegenden Erfindung werden die zur Durchführung einer derartigen als Tangensmodulation bekannten Modulationsart notwendigen Modulations-und Demodulationseinrichtungen angegeben. Wenn diese auch im einzelnen aus bereits bekannten Stufen bestehen, so stellen sie doch in ihrer Gesamtheit eine Erfindung dar, die dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Senderseite zuerst ein vorzugsweise in zwischenfrequenter Lage befindlicher Träger mit der zu übertragenden Nachricht amplitudenmoduliert wird und daß von dieser amplitudenmodulierten Schwingung der um den konstanten Winkel 4gp, in der Phase gedrehte und in der Amplitude um den konstanten Faktor pvergrößerte unmodulierte Träger os d q, vektoriell subtrahiert wird, daß auf der Empfangsseite die beispielsweise durch Synchronisation eines Quarzoszillators mit der ankommenden Schwingung zurückgewonn.ene Trägerschwingung in einem Phasenschieber um den konstanten Winkel Acp, gedreht und auf das 1 -fache der mittleren Eingangsamplitude vercos d T,; stärkt wird, darauf von der Eingangsschwingung vektoriell subtrahiert wird, worauf aus der hierdurch erhaltenen Schwingung durch Amplitudenmodulation die Nachricht wiedergewonnen wird.
  • Die Erfindung soll an Hand der F i g. 1 bis 4 näher erläutert werden.
  • F i g. 1 zeigt das Blockschaltbild der Modulationseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung; F i g. 2 veranschaulicht das für die Tangensmodulation gültige Vektordiagramm; F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild der Demodulationseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung und F i g. 4 das zugehörige Vektordiagramm.
  • Gemäß der F i g. 1 gelangt das Basisband. über die Leitung d an einen Amplitudenmodulator 1 und moduliert dort die Amplitude einer von dem Oszillator 4 erzeugten, beispielsweise auf der mittleren Zwischenfrequenz des Systems liegenden Schwingung. Die unmodulierte Schwingung des Oszillators 4 gelangt außerdem über einen Phasenschieber 3, der die Phase um 180° -I- 4cp, dreht, an eine Addierstufe 2. Durch die Addition des amplitudenmodulierten Trägers a mit der unmodulierten, um den WinkelAp, gedrehten Hilfsspannung b entsteht gemäß dem in der F i g. 2 dargestellten Vektorbild der tangensmodulierteTräger c. Dabei muß das Amplitudenverhältnis der Hilfsspannung und der amplitudenmodulierten Trägerspannung betragen. Aus der Addierstufe tritt dann die tangensmodulierte Zwischenfrequenz aus , und kann in bekannter Weise verstärkt, gemischt und übertragen werden.
  • In der Einrichtung gemäß F i g. 3 wird analog zum Modulationsvorgang eine tangensmodulierte Schwingung demoduliert. Die Trägerrückgewinnungseinrichtung 8, die z. B. aus einem durch die ankommende Schwingung synchronisierten Quarzoszillator oder auch aus einem Quarzfilter mit Verstärker bestehen kann, erzeugt den unmodulierten Träger. Dieser wird durch den Phasenschieber 7 um 180° + 4qg, gedreht und in der Addierstufe 6 mit einer Amplitude - i relativ zum ankommenden tangensmoducos d @pz lierten Signal zu diesem addiert. Demnach wird, wie F i g. 4 zeigt, zur empfangenen tangensmodulierten Trägerschwingung c die unmodulierte Hilfsspannung b unter dem Winkel Acp, hinzugefügt, so daß als Resultierende ein amplitudenmodulierter Träger a entsteht. Dieser wird durch einen herkömmlichen AM-Detektor 5 demoduliert, so daß an dem Ausgang e wieder das ursprüngliche Basisband zur Verfügung steht. Hierbei kann, wie nachstehend erläutert werden soll, der Winkel 4p2 frei gewählt werden, wodurch sich die Linearität der nachfolgenden Demodulation verbessern läßt.
  • Das erfindungsgemäße Modulationsverfahren hat gegenüber anderen denkbaren Methoden den Vorteil, daß die Modulationstiefen des übertragenen und des im Modulator erzeugten Signals frei wählbar sind und daß sich der resultierende Modulationsgrad aus dem Modulationsgrad der Amplitudenmodulation und der Größe des Winkels dcp, ergibt. Die Modulationstiefe des übertragenen Signals ist zweckmäßigerweise so zu wählen, daß ein ökonomisches Optimum im Aufwand erzielt wird. Dies ist etwa bei gleicher Belastung mit Wärme- und Klirrgeräusch der Übertragung gegeben. Im Modulator selber spielt das Wärmegeräusch nahezu keine Rolle. Das Klirrgeräusch läßt sich erheblich vermindern, wenn die Modulationstiefe reduziert wird. Es ist daher zweckmäßig, im Amplitudenmodulator nur einen kleinen Modulationsgrad (z. B. m < 0,1) anzuwenden und diesen bei der Umwandlung in eine Tangensmodulation auf den gewünschten Wert (z. B. m - 0,5) zu bringen. Wie aus dem Zeigerdiagramm nach i F i g. 2 ersichtlich, ist deswegen dcpl < 45° zu wählen. Durch die modulatorseitige Trägererzeugung in der beschriebenen Art ergibt sich der weitere Vorteil, daß bei Parallelbetrieb mehrere Bänder, auch die ZF-Träger, synchronisiert werden können. Dies war bei der bisher üblichen Frequenzmodulation nicht möglich. Deshalb waren bei gemeinsamer Trägerversorgung die tiefen Basisbandfrequenzen durch systemeigene Pfeifstörungen gefährdet und konnten nicht mit hochwertigen Signalen belegt werden. Bei der hier vorgeschlagenen Trägererzeugung und -gewinnung genügt ein einziger Muttergenerator für eine ganze Strecke, so daß systemeigene Pfeifstörungen nicht mehr auftreten können. Die mit der Trägerrückgewinnung verbundene Gefahr der Klirrstörung kann nur die um eine bis zwei Größenordnungen niedrigeren Basisbandfrequenzen betreffen und wirkt sich deshalb weniger störend aus.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Nachrichtenübertragung mit einer derartig kombinierten Amplituden- und Phasenmodulation, daß die Ortskurve des modulierten Trägers eine Gerade darstellt, die senkrecht zu dem Vektor des unmodulierten Trägers liegt (Tangensmodulation), dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß auf der Senderseite zuerst ein vorzugsweise in zwischenfrequenter Lage befindlicher Träger mit der zu übertragenden Nachricht amplitudenmoduliert wird und daß von dieser amplitudenmodulierten Schwingung der um den konstanten Winkel dqq, in der Phase gedrehte und in der Amplitude um den konstanten Faktor - -1 -cos d q@, vergrößerte unmodulierte Träger vektoriell subtrahiert wird, daß auf der Empfangsseite die beispielsweise durch Synchronisation eines Quarzoszillators mit der ankommenden Schwingung zurückgewonnene Trägerschwingung in einem Phasenschieber um den konstanten Winkel4#o2 gedreht und auf das @os@@l -fache der mittleren Eingangsainplitude verstärkt wird, darauf von der Eingangsschwingung vektoriell subtrahiert wird, worauf aus der hierdurch erhaltenen Schwingung durch Amplitudenmodulation die Nachricht wiedergewonnen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulationstiefe auf der Senderseite mit dem Modulationsgrad der Amplitudenmodulation und der Größe des Winkels 4q'1 eingestellt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulationsgrad des Amplitudenmodulators auf der Senderseite m = 0,1 und der Winkel Apl = 45° gewählt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfangsseite der Winkel Ap2 > 45° gewählt wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Verwendung bei der Übertragung über Richtfunkverbindungen von breitbandigen Signalen im Weitverkehr. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 658 906.
DE1963ST020933 1963-02-09 1963-08-01 Verfahren zur Nachrichtenuebertragung durch Tangensmodulation Pending DE1257885B (de)

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CH133664A CH425908A (de) 1963-02-09 1964-02-05 Verfahren zur Nachrichtenübertragung
BE650605A BE650605A (de) 1963-02-09 1964-07-16
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE658906C (de) * 1934-12-12 1938-04-21 Rca Corp Schaltung zur Modulation eines Senders

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE658906C (de) * 1934-12-12 1938-04-21 Rca Corp Schaltung zur Modulation eines Senders

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