DE1258925B - Anordnung zum Aus- und/oder Einblenden ein oder mehrerer Nachrichtenbaender oder Kanaele in einer Richtfunkrelaisstation - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H04b

Deutsche Kl.: 21 a4 - 55

Nummer: 1258 925

Aktenzeichen: J 20189IX d/21 a4

Anmeldetag: 7. Juli 1961

Auslegetag: 18. Januar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Aus- und/oder Einblenden ein oder mehrerer Nachrichtenbänder oder Kanäle in einer Richtfunkrelaisstation aus einem im Frequenzmultiplex zusammengesetzten Basisband in der frequenzmodulierten zwischenfrequenten Lage.

Hierzu wird üblicherweise aus dem empfangenen zwischenfrequenten Richtfunkband in einer ersten Stufe durch Demodulation das Basisband gewonnen, aus diesem dann durch Filtermittel (Bandpässe und -sperren) die auszublendenden Bänder oder Kanäle entnommen, die einzublendenden zugesetzt und das so erhaltene neue Basisbandsignal in einer zweiten Stufe wieder in die zwischenfrequente Lage übergeführt.

Sowohl bei der Demodulation wie auch bei der darauffolgenden Remodulation lassen sich gewisse Verzerrungen nicht vermeiden, die sich addieren können, so daß nach Wiederholen des Aus- und/oder Einblendvorganges in mehreren Richtfunkrelaisstellen die hierdurch verursachten Verzerrungen bald ein unzulässiges Maß erreichen und damit die Verwendbarkeit dieser Technik überhaupt in Frage stellen.

Wünschenswert wäre es, wenn es sich ermöglichen ließe, bei der Aus- und Einblendtechnik überhaupt ohne Demodulation in das Basisband und spätere Remodulation in die frequenzmodulierte zwischenfrequente Lage auszukommen. Eine solche Lösungsmöglichkeit ist wenigstens bisher noch nicht bekannt und erfordert sicher auch einen geradezu unvorstellbar hohen Aufwand. Wenn sich nun schon eine Demodulation und Remodulation nicht vermeiden läßt, so wäre es wünschenswert, hierfür ein Verfahren einzusetzen, durch das wenigstens ein Minimum an Verzerrungen erzielt werden kann. Diese Aufgabe liegt der Erfindung zugrunde.

Nun beschreibt die USA.-Patentschrift 2 662214 einen frequenzmodulierten Sender, dessen Mittenfrequenz mittels eines Mitlaufdiskriminators festgehalten wird. Hierbei wird mittels eines Phasenkomparators das frequenzmodulierte Signal eines frei schwingenden Oszillators mit dem Signal eines durch das gleiche Modulationssignal in der Frequenz modulierten hochstabilen Quarzoszillators verglichen. Hierbei liefert der Phasenkomparator dann ein Nachstellsignal für die Mittenfrequenz des frei schwingenden Oszillators. In der britischen Patentschrift 821873 ist ein FM-Sender-Empfänger beschrieben, bei dem bei Empfang die Demodulation des frequenzmodulierten Signals mittels eines solchen Mitlaufdiskriminators erfolgt. Gleichzeitig wird aber auch beim ört-

Anordnung zum Aus- und/oder Einblenden ein
oder mehrerer Nachrichtenbänder oder Kanäle in einer Richtfunkrelaisstation

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

7000 Stuttgart, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Walter Leon Glomb, Clifton, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 7. Juli 1960 (41403)

liehen, in der Frequenz modulierbaren Modulator durch eine speichernde Nachstelleinrichtung die Mittenfrequenzlage festgehalten, so daß bei Übergang auf Sendebetrieb die Mittenfrequenzlage mit der vorher empfangenen übereinstimmt.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei solchen Mitlaufdiskriminatoren in einer Einheit sowohl eine Demodulation wie auch eine Remodulation auftritt, wobei infolge des Nachlaufens der Frequenz des gesteuerten frequenzmodulierten Oszillators genau entsprechend einer frequenzmodulierten Vergleichsfrequenz die Unterschiede zwischen beiden Signalen praktisch Null werden müssen, also nur sehr geringe Modulations- und Remodulationsverzerrungen wirksam werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß De- und Remodulation in einer einzigen Stufe mittels eines an sich bekannten sogenannten Nachlaufdiskriminators erfolgt, bei dem das empfangene zwischenfrequente Signal dem einen Eingang eines Phasenkomparators zugeführt wird, während an seinen zweiten Eingang das Ausgangssignal eines in der Frequenz modulierbaren Oszillators liegt, der durch das am Ausgang des Phasenkomparators auftretende, das demodulierende zwischenfrequente Signal und Abweichungen zwischen dem empfangenen und remodulierten Signal als Korrekturkomponenten enthaltende Signal in der Fre-

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quenz moduliert wird, daß in den Modulationsweg Oszillators 11 zunächst unmoduliert ist. Beim Phasendieses Oszillators ein erstes Filter eingeschaltet ist, vergleich dieser beiden Frequenzen entsteht daher daß die den auszublendenden Nachrichtenbändern praktisch eine Differenzschwingung, die gleich dem entsprechenden Frequenzen sperrt, während die den in der Zwischenfrequenz enthaltenen Modulationseinzublendenden Nachrichtenbändern entsprechenden 5 Spektrum ist.

Frequenzen dem Modulationssignal des Oszillators Diese so aus der Phasenvergleichsstufe 17 gewon-

in einer Mischstufe zugesetzt werden, wobei auszu- nene Differenzschwingung, die also das gesamte blendende und einzublendende Nachrichtenbänder Basisband darstellt, wird nun über eine Bandsperre gleiche Frequenzlage aufweisen und die auszublen- 22, mit der die abzuzweigenden Kanäle von einer denden Nachrichtenbänder durch ein zweites Filter io erneuten Aufmodulation ferngehalten werden sollen, vor Sperrung durch das erste Filter entnommen der Summenstufe 24 zugeführt und von dort—immer werden, daß ferner das Ausgangssignal des in der noch in Basisbandlage — dem Modulationsoszillator Frequenz modulierbaren Oszillators als wiederher- 11. In dem Modulationsoszillator bewirkt dann der gestelltes, auszusendendes Signal in zwischenfrequen- zu übertragende Nachrichteninhalt eine Frequenzter Lage verwendet wird. 15 modulation der Oszillator-Trägerwelle. Das auf diese

Die Erfindung soll an Hand der Figuren näher Weise erzeugte frequenzmodulierte Ausgangssignal erläutert werden. In der des Modulationsoszillators 11 wird zu jedem Zeit-

F i g. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer erfindungs- punkt mit dem Ausgangssignal des Verstärkers IG gemäßen Relaisstation dargestellt; verglichen. Daraus kann wiederum ein korrigiertes

F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des 20 Frequenzsignal als Modulation für den Modulationszwischen den in der F i g. 1 mit AA und BB bezeich- oszillator 11 entstehen, insbesondere, wenn die Signalneten Linien liegenden Geräteteiles; in der frequenz am Ausgang des Zwischenfrequenzverstär-

F i g. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dieses kers 10 sich zwischenzeitlich verändert hat. Dieser zwischen AA und BB liegenden Geräteteiles dar- laufende Vergleichsvorgang wird auf der momengestellt. 25 tanen Grundlage ständig fortgesetzt, so daß das Aus-

Zu dem in der F i g. 1 dargestellten Blockschaltbild gangssignals des Modulationsoszillators 11 immer gesei zunächst vorausgeschickt, daß mit ihm nur die zwungen wird, Frequenzauswanderungen des Signals Geräte der einen Übertragungsrichtung gezeigt wer- oder durch die Modulation hervorgerufene Änderunden. Bekanntlich besteht eine Relaisstation jedoch gen der Zwischenfrequenz zu folgen, aus zwei vollständigen Sende-Empfangs-Anlagen, 30 Mit anderen Worten ausgedrückt heißt dies nichts wobei die zweite Sende-Empfangs-Anlage zur Über- anderes, als daß die empfangene Frequenz Fl in tragung der Signale in der Gegenrichtung dient. zwischenfrequenter Lage mit der auszusendenden

Der besseren Übersicht halber ist die Darstellung Frequenz FI verglichen wird. Durch Frequenzregeder Ausführungsbeispiele nur auf eine Übertragungs- lung des Sendemodulators mittels der bei diesem richtung, also nur eine Sende-Empfangs-Anlage be- 35 Phasenvergleich resultierenden Regelspannung, die schränkt, da die andere in der gleichen Weise auf- aus dem Frequenzunterschied und der Verzerrung gebaut ist. der Sendefrequenz gegenüber der empfangenen Fre-

Die von der Endstelle 1 ausgesandte Nachricht quenz gewonnen wird, werden Frequenzunterschiede wird mittels der Antenne 6 von dem Empfänger 4 und -Verzerrungen der Sendefrequenz gegenüber der der Relaisstation empfangen. In diesem wird in 4° empfangenen Frequenz ausgeglichen, üblicher Weise in der Mischstufe 8 die vom radio- Der Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 10

frequenten Verstärker? aufgenommene Schwingung ist außerdem mit dem Demodulator 19 verbunden, in die Zwischenfrequenzlage umgesetzt und im mit dem der gesamte Nachrichteninhalt aus der ZF-Verstärker 10 verstärkt. Aus dieser Zwischen- Zwischenfrequenz gewonnen wird. Aber nur die abfrequenz werden in der nachfolgend zu erläuternden 45 zuzweigenden Kanäle werden von dem Bandpaßülter Weise Kanäle abgezweigt und andere Kanäle wieder 20 zur weiteren Verwertung an den Teilnehmer 21 zugeführt, wobei jedoch der überwiegende Teil des hindurchgelassen. Der Bandpaß 20 dient mithin zur Nachrichteninhaltes, nämlich die nichtabgezweigten Selektion der abzuzweigenden Kanäle. Diese ausKanäle unverändert weiterübertragen werden soll. gewählten Kanäle sind nur für die Relaisstation Dazu wird die Zwischenfrequenz dem aus der Misch- 50 bestimmt. Es muß deshalb dafür Sorge getragen stufe 12, dem Oszillator 13, dem radiofrequenten werden, daß sie nicht an der Frequenzmodulation Verstärker 14 und der Antenne 15 bestehenden des Oszillators 11 beteiligt sind und dadurch wiederum Sender S zugeführt, durch den die Nachricht in radio- vom Sender S ausgestrahlt würden. Zu diesem Zweck frequenter Lage an eine weitere, ähnlich aufgebaute durchläuft das in der Phasenvergleichsstufe 17 geRelaisstation oder eine Endstelle 2 ausgesendet wird. 55 wonnene Differenzsignal eine Bandsperre 22, die alle Zu den wichtigsten Bestandteilen des zwischen Frequenzen der abgezweigten Kanäle sperrt. Zur dem Empfänger 4 und dem Sender 5, also zwischen Summenstufe 24 gelangen also einerseits von der den Linien AA und BB liegenden Geräteteiles 3 ge- Phasenvergleichsstufe her nur die Frequenzen, deren hört ein ZF-Verstärker 10 mit der Mittenfrequenz Fl, zugehörige Kanäle weiter zu übertragen sind, und eine Phasenvergleichsstufe 17 und ein Modulations- 60 andererseits die Frequenzen, deren Kanäle von dem Oszillator 11 mit der Trägerfrequenz F 2. Die beiden an den Relaisstationen angeschlossenen Teilnehmer Frequenzen Fl und F 2 sollen gleich sein. Aufgabe 23 kommen.

der Phasenvergleichsstufe ist es nun, die Frequenz- Es ist besonders darauf hinzuweisen, daß das vom

und Phasengleichheit dieser Frequenzen in jedem Teilnehmer 23 hinzukommende Signal bezüglich Zeitpunkt herzustellen. Diese Gleichheit muß nicht 65 seiner Frequenzlage an die Stelle des durch den von vornherein gegeben sein, da die Zwischen- Bandpaß 20 abgezweigte Signal tritt und daß ferner frequenz mit dem gesamten Signal frequenzmoduliert sowohl dieses hinzukommende Signal als auch das ist, während die Trägerfrequenz des Modulations- abgezweigte Signal zwar ein reichlich seltsames und

unverständliches Differenzsignal erzeugt, aber infolge der Wirkung der Bandsperre 22 dieser Anteil des Differenzsignals nicht den Modulationsoszillator 11 zu modulieren vermag.

Das durch die Schalter 26 und 27 wahlweise zwischen die Phasenvergleichsstufe 17 und die Bandsperre angeordnete Tiefpaßfilter 25 dient zur Aussiebung aller oberhalb des Basisbandes liegenden Geräusche und soll deren abermalige Aussendung verhindern.

In dem gemäß F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen in Übereinstimmung mit dem der Fig. 1 die Bauteile mit jeweils der gleichen Wirkungsweise dieselben Bezugszeichen auf. Der einzige Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht in der Art der Abzweigung der Kanäle bzw. der Kanalgruppe. Da das aus der Phasenvergleichsstufe 17 resultierende Differenzsignal ebenfalls das gesamte Basisband enthält, können somit auch von ihm die jeweiligen Kanäle abgezweigt werden. An die Phasenvergleichsstufe 17 schließt sich daher zunächst der Tiefpaß 25 zur Aussiebung aller oberhalb des Basisbandes liegenden Geräusche an, und von diesen werden die abzuzweigenden Kanäle über den Bandpaß 20 dem Verbraucher 21 zugeführt. Die durchzuschaltenden Kanäle gelangen zu der Summenstufe 24, da sie die Bandsperre 22 ungehindert passieren können. Im vorliegenden Falle kann für die Demodulation der abzuzweigenden Kanäle auf einen Demodulator verzichtet werden, weil das aus der Phasenvergleichsstufe 17 gewonnene Differenzsignal praktisch das gesamte Basisband in der gewünschten Form darstellt und nur noch ein Filter zur Aussiebung der betreffenden Kanäle erforderlich ist.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß der F i g. 3 sind wiederum die Bauteile mit gleicher Funktion wie in der F i g. 1 mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind verschiedene zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der Übertragungsqualität und -sicherheit vorgesehen. Das ZF-Signal des Verstärkers 10 gelangt zum Demodulator 19, in dem man das Basisband wiedergewinnt. Dieses wird über den Verstärker 36 an die Differenzstufe 37 und von dort über die Bauteile 22, 24, 32 zur Frequenzmodulation zu dem Modulationsoszillator 11 weitergeleitet. Ein Teil der Ausgangsspannung des Modulationsoszillators 11 wird der Phasenvergleichsstufe 17 zugeführt und dort mit dem Ausgangssignal des Zwischenfrequenzverstärkers 10 verglichen. Das aus diesem Vergleich resultierende Differenzsignal, das die Verzerrungen des zwischenfrequenten Modulationsinhaltes des Senders in bezug zu dem empfangenen, zwischenfrequenten Modulationsinhalt enthält, wird über die Differenzstufe 37 zur Korrektur dieser Verzerrungen auf den Modulationsoszillator 11 zurückgeführt.

Mit dieser Korrektur wird ein bezüglich Mittenfrequenz, Frequenzablage und Verzerrungen weitgehend mit der ankommenden Zwischenfrequenz übereinstimmendes zwischenfrequentes Signal für den Sender geschaffen. Das aus dem Demodulator 19 gewonnene Basisband mit seinen durch die Demodulation verursachten Verzerrungen und das aus der Phasenvergleichsstufe 17 hervorgegangene Basisband einschließlich des korrigierenden Signals addieren oder subtrahieren sich nun in der Differenzstufe 37 je nach ihrer Phasenlage und erzeugen dadurch eine weitgehend verzerrungsfreie Modulation für den Modulationsoszillator 11.

Die Abzweigung der Kanäle wird mit dem an den Ausgang des Verstärkers 36 angeschlossenen Bandpaß 20 durchgeführt, das die abzuzweigenden Kanäle zu dem Verbraucher 21 passieren läßt. Die Bandsperre 22 hat wiederum die Aufgabe, diese Kanäle vom Modulationsoszillator 11 und dessen Summenstufe 24 fernzuhalten. In der Summenstufe 24 werden

ίο die neu hinzukommenden Kanäle, die in der Frequenzlage an Stelle der abgezweigten Kanäle treten, mit den verbleibenden Kanälen zusammengeführt.

Ein Dienstkanal, der zur Übertragung von Steuersignalen vorgesehen ist, kann in ähnlicher Weise abgezweigt werden. Diese Aufgabe übernimmt der Steuerkanalempfänger 29. Die vom Steuerkanalsender abgehenden Steuersignale 30 werden durch den Modulationsoszillator wieder eingeführt. Der Unterschied zwischen dem Steuerkanal und dem Basisband liegt darin, daß der Steuerkanal infolge seiner Wirkungsweise als Gemeinschaftsleitung keine Bandpaßfilter zu seiner Aussiebung benötigt. Falls jedoch ein selektiver Steuerkanal zur Unterteilung in einzelnen Kommandoabschnitten der Richtfunkverbindung vorgesehen ist, dann muß auch eine entsprechende Bandsperre vor dem Modulationsoszillator angeordnet sein.

Die Verstärker 31 und 32 sind lediglich zur Erhöhung der Wirksamkeit der verzerrungsmindernden Schleife vorgesehen. Die Notwendigkeit, dabei getrennte Verstärker, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel, anzuordnen, ergibt sich daraus, die den Modulationsoszillator einschließende Schleife mit einer möglichst hohen Güte zu versehen.

Als Voraussetzung für die einwandfreie Arbeitsweise der beschriebenen Ausführungsbeispiele ist hervorzuheben, daß ein Phasenvergleich der beiden Frequenzen Fl und F 2 nur möglich ist, solange die Phasendifferenz zwischen den beiden Frequenzen λ/2 nicht übersteigt.

Ferner sei noch darauf hingewiesen, daß die Bandbreite des Tiefpaßfilters 25 zur Vermeidung von Klirr- und Laufzeitverzerrungen etwa zweimal größer sein muß als die höchste zu übertragende Frequenz des Basisbandes.

Abschließend seien nochmals die mit der Erfindung erzielten Vorteile hervorgehoben:

1. Die für die Verzerrungsfreiheit bei Richtfunkverbindungen so wesentliche zwischenfrequente Durchschaltung des Modulationsinhaltes bleibt erhalten.

2. Es können annähernd beliebig viele Kanäle auf einer Relaisstation ausgeblendet werden. Die Anzahl der einzublendenden Kanäle ist maximal gleich der Anzahl der auszublendenden Kanäle, wobei nur zu beachten ist, daß diese im gleichen Frequenzbereich des Basisbandes liegen wie die ausgeblendeten Kanäle und deren vorherigen Frequenzbedarf nicht übersteigen.

3. Speziell in dem Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 sind Maßnahmen zur Erhöhung der Übertragungssicherheit vorgesehen. Die beiden Schleifen zur Wiedereinführung des restlichen Modulationsinhaltes (19, 36, 37) bzw. (25, 31,

37) ergänzen sich, so daß ein Notbetrieb, bei dem allerdings höhere Verzerrungen zu erwarten sind, mit nur einer der beiden Schleifen möglich ist. Sogar beim Ausfall des Modulationsoszilla-

tors 11 wird noch eine Verbindung infolge des Durchsickerns des Nachrichteninhaltes über die Phasenvergleichsstufe 17 in beschränktem Umfang aufrechterhalten werden können.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Aus- und/oder Einblenden ein oder mehrerer Nachrichtenbänder oder Kanäle in einer Richtfunkrelaisstation aus einem im Frequenzmultiplex zusammengesetzten Basisband in der frequenzmodulierten zwischenfrequenten Lage, bei der aus dem empfangenen, zwischenfrequenten Richtfunkband in einer ersten Stufe durch Demodulation das Basisband gewonnen, aus diesem durch Filtermittel die auszublendenden Bänder oder Kanäle entnommen, die einzublendenden zugesetzt und das so erhaltene neue Basisbandsignal in einer zweiten Stufe durch Frequenzmodulation wieder in die zwischenfrequente Lage übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß De- und Remodulation in einer einzigen Stufe mittels eines an sich bekannten sogenannten Nachlaufdiskriminators erfolgt, bei dem das empfangene zwischenf requente Signal dem einen Eingang eines Phasenkomparators (17) zugeführt wird, während an seinem zweiten Eingang das Ausgangssignal eines in der Frequenz modulierbaren Oszillators (11) liegt, der durch das am Ausgang des Phasenkomparators (17) auftretende, das demodulierende zwischenfrequente Signal und Abweichungen zwischen dem empfangenen und remodulierten Signal als Korrekturkomponenten enthaltende Signal in der Frequenz moduliert wird, daß in den Modulationsweg dieses Oszillators (11) ein erstes Filter (22) eingeschaltet ist, daß die den auszublendenden Nachrichtenbändern (21) entsprechenden Frequenzen sperrt, während die den einzublendenden Nachrichtenbändern (23) entsprechenden Frequenzen dem Modulationssignal des Oszillators (11) in einer Summenstufe (24) zugesetzt werden, wobei auszublendende (21) und einzublendende (23) Nachrichtenbänder gleiche Frequenzlage aufweisen und die auszublendenden Nachrichtenbänder (21) durch ein zweites Filter (20) vor Sperrung durch das erste Filter (22) entnommen werden, daß ferner das Ausgangssignal des in der Frequenz modulierbaren Oszillators (11) als wiederhergestelltes, auszusendendes Signal in zwischenfrequenter Lage verwendet wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausblenden von Nachrichtenbändern oder Kanälen vor dem Phasenkomparator (17) ein Teil der zwischenfrequenten Signalenergie abgezweigt und in einem Demodulator (9) demoduliert wird, daß dem erhaltenen Basisband mittels des als Bandpaß ausgebildeten zweiten Filters (20) die ausgeblendeten Nachrichtenbänder oder Kanäle (21) entnommen werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auszublendenden Nachrichtenbänder oder Kanäle (21) dem am Ausgang des Phasenkomparators (17) auftretenden Basisband mittels des als Bandpaß ausgebildeten zweiten Filters (20) entnommen werden.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhöhen der Betriebssicherheit die zwischenfrequente Signalenergie vor dem Phasenkomparator (17) aufgeteilt wird, daß ein Teil dem Eingang des Phasenkomparators (17), der andere Teil dem Eingang des Demodulators (19) zugeführt wird, daß das an dem Ausgang dieses Demodulators (19) auftretende Basisband dem einen Eingang einer Difierenzstufe (37) zugeführt und an deren anderen Eingang das Ausgangssignal des Phasenkomparators (17) angelegt wird, so daß durch die vom Phasenkomparator (17) abgegebenen Korrektursignale die Auswirkungen der Demodulationsverzerrungen des Demodulators (19) auf das vom Oszillator (11) abgegebene frequenzmodulierte Signal korrigiert werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2662214;
britische Patentschrift Nr. 821873.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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