DE1287173B

DE1287173B - Radio transmission method with frequency or phase modulation and an arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: DE1287173B
Application number: DE1966T0032372
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gert; Marte
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-10-26
Filing date: 1966-10-26
Publication date: 1969-01-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Funkübertragungsverfahren, bei dem die Nachricht durch Frequenz-oder Phasenmodulation auf den Träger aufmoduliert wird.The invention relates to a radio transmission method in which the Message is modulated onto the carrier by frequency or phase modulation.

Da das für die Funksprechtechnik zur Verfügung stehende Frequenzband begrenzt ist, muß man in dem vorgegebenen Band immer mehr Funkkanäle unterbringen. In den letzten Jahren hat man deshalb im 80- und 160-MHz-Band den Rasterabstand der Funkkanäle, also den Abstand benachbarter Kanäle von 100 auf 50 kHz und neuerdings sogar auf 20 und 25 kHz verringert. Hierbei war es notwendig, den maximalen Frequenzhub von etwa 15 auf etwa 4 kHz herabzusetzen. Bei einem Niederfrequenzband von 3 kHz, mit dem man sich in der Funksprechtechnik im allgemeinen begnügt, liegt der Modulationsindex in der Größenordnung von 1 und nicht mehr, wie früher üblich, bei etwa 5.Because the frequency band available for radio communication technology is limited, you have to accommodate more and more radio channels in the given band. In the last few years, the grid spacing has therefore been used in the 80 and 160 MHz bands of the radio channels, i.e. the distance between neighboring channels from 100 to 50 kHz and more recently even reduced to 20 and 25 kHz. Here it was necessary to use the maximum frequency deviation from about 15 to about 4 kHz. At a low frequency band of 3 kHz, The modulation index, which is generally satisfied in radio communication technology, is the modulation index in the order of 1 and no longer, as was previously the case, around 5.

Natürlich brachte die Verkleinerung des Kanalabstandes und damit der Beschneidung des Frequenzhubs eine Qualitätsverschlechterung der Übertragung an der Grenze der Reichweite und insbesondere bei Impulsstörungen, also eine Verringerung der Reichweite mit sich (»Frequenz«, Bd.15, 1961, Nr.6, S. 181 bis 187, insbesondere S. 186 und 187). Diese wurden bei dem System mit 20 kHz Kanalabstand als noch tragbar in Kauf genommen. Es sind auch schon Überlegungen und in den USA auch Versuche angestellt worden, ob eine noch weitere Verringerung des Kanalabstandes tragbare Ergebnisse liefert (»Frequenz«, Bd. 15, 1961, Nr. 6, S.186). Man ist jedoch bei diesen Überlegungen und Versuchen in den USA zu dem Ergebnis gekommen, daß die Einschränkung der Reichweite dieses Funksystems nicht in Kauf genommen werden kann, daß vielmehr der 20-kHz-Kanalabstand als untere Grenze angesehen wird (»Frequenz«, Bd. 15, 1961, Nr.6, S. 181, 1. Absatz). In allerjüngster Zeit hat man sich in England trotz dieser Nachteile entschlossen, ein 12,5-kHz-System einzuführen. Man hat dort die! Beschränkung der Reichweite in Kauf genommen, um nur die Kanalzahl vergrößern zu können.Of course, the reduction in the channel spacing and with it the Trimming the frequency deviation indicates a deterioration in the quality of the transmission the limit of the range and especially in the case of impulse interference, i.e. a reduction the range with itself ("Frequency", Vol. 15, 1961, No. 6, pp. 181 to 187, in particular Pp. 186 and 187). In the system with 20 kHz channel spacing, these were still considered portable accepted. Considerations have already been made and attempts have been made in the USA whether a further reduction in the channel spacing has acceptable results delivers ("Frequency", Vol. 15, 1961, No. 6, p.186). However, one is with these considerations and attempts in the US have come to the conclusion that the limitation of the range this radio system cannot be accepted, but rather the 20 kHz channel spacing is viewed as the lower limit ("Frequency", Vol. 15, 1961, No. 6, p. 181, 1st paragraph). Very recently, in spite of these disadvantages, it has been decided in England introduce a 12.5 kHz system. You have them there! Limitation of the range in Taken in order to only be able to increase the number of channels.

Durch den Einsatz der Einseitenbandtechnik kann zwar der Mangel an Kanalfrequenzen überwunden werden. Die Einseitenbandtechnik hat jedoch den Nachteil eines großen Geräteaufwands, der für kleine und billige Funksprechgeräte kaum tragbar ist (»Frequenz«, Bd.15, 1961, Nr. 6, S. 182).By using the single sideband technology, the lack of Channel frequencies are overcome. However, the single sideband technique has the disadvantage a large amount of equipment that is hardly portable for small and cheap two-way radios is ("Frequency", Vol. 15, 1961, No. 6, p. 182).

Es ist auch schon bekannt (deutsche Auslegeschrift 1215 223), bei der Übertragung eines Signals mittels frequenzmodulierter Wellen unter Verwendung eines kleinen Modulationsindexes empfangsseitig eine Verbesserung des Rauschabstands dadurch zu bewirken, daß man hinter dem Frequenzmodulator ein Codierungsfilter einschaltet, das die mittleren Frequenzen stärker als die seitlichen Frequenzen des Spektrums der modulierten Welle dämpft; der Empfänger enthält bei dieser Lösung vor dem Demodulator ein Filter mit zu dem sendeseitigen Filter inverser Amplituden-Frequenzkennlinie. Diese Lösung bringt bei dem oben angesprochenen Problem der weiteren Kanalabstandsverringerung bei Funksprechgeräten keine solche Verbesserung mit sich, daß eine weitere Verringerung des Kanalabstands ermöglicht würde.It is also already known (German Auslegeschrift 1215 223), at the transmission of a signal by means of frequency-modulated waves using a small modulation index improves the signal-to-noise ratio at the receiving end by switching on a coding filter after the frequency modulator, that the middle frequencies stronger than the side frequencies of the spectrum the modulated wave attenuates; In this solution, the receiver contains in front of the demodulator a filter with the inverse amplitude-frequency characteristic of the filter on the transmitter side. This solution brings about the further reduction in the channel spacing for the problem addressed above in the case of two-way radios, there is no such improvement that a further reduction the channel spacing would be made possible.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden (deutsche Auslegeschrift 1247 425), bei der Übertragung auch von frequenzmodulierten Hochfrequenzschwingungen sende- und empfangsseitig eine Dynamikregelvorrichtung besonderer Ausbildung einzusetzen, die den Vorteil hat, eine lineare Dynamikregelung über den ganzen Regelbereich zu ermöglichen. Das Problem der Kanalabstandsverringerung wird hier jedoch nicht angesprochen.It has also already been suggested (German interpretation 1247 425), also for the transmission of frequency-modulated high-frequency oscillations to use a dynamic control device of special design on the sending and receiving sides, which has the advantage of a linear dynamic control over the entire control range enable. However, the problem of channel spacing reduction is not addressed here.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, bei dem bei Funksprechgeräten üblichen Funkübertragungsverfahren mit Frequenz-oder Phasenmodulation eine Verbesserung der übertragungsqualität, insbesondere im Grenzbereich der Reichweite und damit eine Reichweitenvergrößerung zu erzielen bzw. eine weitere Verringerung des Kanalabstandes ohne Einschränkung der übertragungsqualität und Verkleinerung der Reichweite zu ermöglichen.The object underlying the invention is in the radio transmission methods with frequency or phase modulation that are customary in radio communication devices an improvement in the transmission quality, especially at the limit of the range and thus to achieve an increase in range or a further reduction the channel spacing without restricting the transmission quality and reducing the size to enable the range.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung der Frequenzhub, wie bereits bei dem bekannten System, mit 20 kHz Kanalabstand derart klein gewählt, daß der Modulationsindex in der Größenordnung von 1 liegt; zur Kompensation der hierdurch bedingten Reichweiteneinbuße wird jedoch das Niederfrequenzsignal in an sich bekannter Weise sendeseitig einer Silbenkompression und empfangsseitig einer Silbenexpansion unterworfen.To solve this problem, according to the invention, the frequency deviation, as already in the known system, with 20 kHz channel spacing chosen so small, that the modulation index is of the order of 1; to compensate for However, the range loss caused by this is the low-frequency signal in is known to be a syllable compression on the sending side and one on the receiving side Subject to syllable expansion.

Die Erfindung ist in der Kombination der beiden obenerwähnten, für sich bekannten Schritte zu sehen. Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein. Merkmal, nämlich die starke Hubbegrenzung angewendet, obwohl es, wie eingangs erläutert, eine Verschlechterung der Qualität der Übertragung und damit eine Reichweitenverringerung bringt. Durch die zusätzliche Anwendung des zweiten Merkmals - nämlich Silbenkompression und -expansion -wird jedoch der negative Einfluß der erstgenannten Maßnahme kompensiert. Praktische Versuche haben ergeben, daß bei gleichzeitiger Anwendung beider Maßnahmen eine weitere Verringerung des Kanalabstandes auf etwa 12,5 kHz möglich ist und daß die hierbei zustande kommende Qualität der Übertragung und die Reichweite gegenüber dem bekannten System mit 20 kHz nicht verschlechtert und verringert, sondern sogar etwas verbessert und vergrößert wird. Die erfindungsgemäße Kombination wurde von der Fachwelt trotz eines großen Bedarfs an einem Frequenzen einsparenden billigen Funkübertragungssystem nicht erkannt, obwohl Silbenkompressionen und -expander seit langem bekannt sind. Sie werden bekanntlich angewandt, um bei Funk- oder Drahtübertragungssystemen mit Amplitudenmodulation oder Einseitenbandübertragung das Nutz- zu Störverhältnis zu verbessern (»Bell Laboratories Record«, November 1965, S. 452 bis 457). Bei Funksprechgeräten mit Frequenz- oder Phasenmodulation sowie einem relativ großen Frequenzhub ist es nicht sinnvoll, eine Silbenkompression vorzunehmen, weil, wie jedem Fachmann auf diesem Arbeitsgebiet bekannt ist, bei frequenz- oder phasenmodulierten Schwingungen das Signal- zu Rauschverhältnis bei einem bestimmten als Schwelle anzusehenden Abstand zwischen Sender und Empfänger bzw. (was das gleiche ist) ab einer bestimmten minimalen Empfangsfeldstärke schlagartig kleiner wird. Bei einem kleineren Abstand zwischen Sender und Empfänger ist bekanntlich der Signal- zu Störabstand ausreichend groß, so daß dort die Verwendung eines Silbenkompanders (Silbenkompressor sendeseitig und Silbenexpander empfangsseitig) für die Praxis nichts bringt. Andererseits ist durch die Verwendung eines Silbenkompanders die Lage der erwähnten Abstandsschwelle bzw. Feldstärkeschwelle praktisch nicht zu beeinflussen. Der Fachmann kommt auf Grund solcher überlegungen zu der Ansicht, daß der Einsatz von Silbenkompandem bei übertragung durch frequenz- oder phasenmodulierte Schwingungen keine Vorteile mit sich bringt.The invention is in the combination of the two above-mentioned, for to see familiar steps. It is in the method according to the invention a. Feature, namely the strong stroke limitation applied, although, as explained at the beginning, a deterioration in the quality of the transmission and thus a reduction in range brings. Through the additional use of the second feature - namely syllable compression and expansion, however, the negative influence of the first-mentioned measure is compensated. Practical tests have shown that when both measures are used at the same time a further reduction in the channel spacing to about 12.5 kHz is possible and that the resulting quality of the transmission and the range the known system with 20 kHz not deteriorated and reduced, but even something is improved and enlarged. The combination according to the invention was made by the professional world despite a great need for a frequency-saving cheap Radio transmission system not recognized, although syllable compressions and expander since have long been known. They are known to be used in radio or wire transmission systems the useful to interference ratio with amplitude modulation or single sideband transmission to improve ("Bell Laboratories Record", November 1965, pp. 452 to 457). With walkie-talkies with frequency or phase modulation and a relatively large frequency deviation, it is does not make sense to do a syllable compression, because, as any expert on is known in this field of work for frequency or phase modulated vibrations the signal-to-noise ratio at a certain distance to be regarded as a threshold between sender and receiver or (which is the same) from a certain minimum Received field strength suddenly decreases. With a smaller distance between It is known that the signal-to-noise ratio is sufficiently large for the transmitter and receiver, so that there the use of a syllable compander (syllable compressor on the transmitting side and syllable expander on the receiving side) nothing in practice brings. On the other hand, by using a syllable compander, the position is the one mentioned The distance threshold or field strength threshold can practically not be influenced. The expert on the basis of such considerations, comes to the conclusion that the use of syllable companding there are no advantages for transmission through frequency or phase modulated vibrations brings with it.

Die Erfindung beruht somit auch auf der Erkenntnis, daß bei Funkübertragungsverfahren mit Frequenz- oder Phasenmodulation und kleinem Frequenzhub diese überlegungen nicht mehr gelten, sondern daß die Verwendung eines Silbenkompanders bei solchen übertragungsverfahren sehr wesentliche Vorteile mit sich bringt.The invention is thus also based on the knowledge that in radio transmission methods with frequency or phase modulation and a small frequency deviation these considerations are not apply more, but that the use of a syllable compander in such transmission methods brings very significant advantages.

Die obenerwähnte Einschränkung des Frequenzhubs auf etwa 2 kHz, die bei einem Kanalabstand von etwa 12,5 kHz notwendig wird, kommt eine Verschlechterung des Signal- zu Rauschabstandes um 4,5 db und damit eine Verkleinerung der Reichweite zustande. Noch krasser wird der Unterschied zwischen dem 20-kHz- und 12,5-kHz-System, wenn statt Rauschstörungen Impulsstörungen aufreten. Bei Impulsstörungen kommt also eine weitere Beeinträchtigung der Reichweite zustande. Diese Verschlechterungen werden durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Silbenkompanders zumindest kompensiert.The above-mentioned limitation of the frequency deviation to about 2 kHz, the becomes necessary at a channel spacing of about 12.5 kHz, there is a deterioration the signal-to-noise ratio by 4.5 db and thus a reduction in the range conditions. The difference between the 20 kHz and 12.5 kHz system becomes even more blatant, if, instead of noise interference, impulse interference occurs. In the case of impulse disturbances comes a further impairment of the range occurs. This deterioration are at least compensated by the inventive use of a syllable compander.

Bei dem bekannten Silbenkompander macht man sich bekanntlich die Tatsache zunutze, daß das Sprachsignal aus Lauten mit stark unterschiedlicher Lautstärke besteht. Selbst bei konstanter mittlerer Lautstärke muß man bei Sprachsignalen mit Lautstärkeunterschieden von rund 26 db rechnen. In der F i g. 1 a ist schematisch ein Sprachsignal dargestellt. Der Anteil mit größerer Lautstärke soll dabei dem Maximalhub des betrachteten Systems entsprechen. Wenn nun bei der Signalübertragung Rauschstörungen hinzukommen, die in F i g. 1 a gestrichelt angedeutet sind, dann werden die Sprachsignale kleiner Amplitude verdeckt. Bei den Sprachsignalen großer Amplitude stört das zusätzliche Rauschen weniger. Wenn man nun entsprechend F i g. 1 b die Signale kleiner Lautstärke beim Sender durch einen Kompressor anhebt, dann werden sie durch das Rauschen nicht mehr verdeckt. Im Empfänger kann man dann durch einen Expander die ursprünglichen Lautstärkeverhältnisse wiederherstellen, so daß sich der Sprachcharakter nicht ändert (F i g. 1 c). Solange der Signal-Rausch-Abstand noch über 20 db beträgt, ist das Rauschen während der lauten Sprachsignale noch nicht hörbar.With the well-known syllable compander one makes the fact known take advantage of the fact that the speech signal consists of sounds with very different volume levels consists. Even at a constant medium volume, you have to listen to speech signals Expect volume differences of around 26 db. In FIG. 1 a is schematic a voice signal is shown. The part with a higher volume should be the Correspond to the maximum stroke of the system under consideration. If now with the signal transmission Noise disturbances are added, which are shown in FIG. 1 a are indicated by dashed lines, then the speech signals of small amplitudes are masked. In the case of speech signals, larger Amplitude is less of a disturbance to the additional noise. If you now according to F i G. 1 b increases the low volume signals at the transmitter using a compressor, then they are no longer covered by the noise. In the receiver you can then restore the original volume ratios using an expander, so that the linguistic character does not change (Fig. 1 c). As long as the signal-to-noise ratio is still over 20 db, the noise is still there during the loud speech signals not audible.

Um die Wirkung des Expanders im Empfänger bei Impulsstörungen beurteilen zu können, muß man berücksichtigen, daß beim Silbenkompander die Kompression und Expansion im Takt der Silben, d. h. mit einer Zeitkonstanten von 3 bis 7 ms erfolgt. Wenn kein Signal empfangen wird, ist der Niederfrequenzverstärker auf geringste Verstärkung eingestellt. Wenn dann das in F i g. 2 a links eingezeichnete Signal, das dem maximalen Aussteuerpegel entsprechen soll, eintrifft, wird, wie in F i g. 2 b links gezeigt, die Verstärkung des Niederfrequenzteils des Empfängers mit einer vorgegebenen Zeitkonstanten vergrößert. Es wird also ein Signal größerer Amplitude mehr verstärkt als ein Signal mit kleiner Amplitude.To assess the effect of the expander in the receiver in the case of impulse interference to be able to, one must take into account that with the syllable compander the compression and Expansion in time with the syllables, d. H. takes place with a time constant of 3 to 7 ms. When no signal is received, the low frequency amplifier is at its lowest Gain set. If then the in Fig. 2 a signal drawn on the left, which should correspond to the maximum modulation level, arrives, as in FIG. 2 b shown on the left, the gain of the low frequency part of the receiver with a given time constants. So it becomes a signal of greater amplitude amplified more than a small amplitude signal.

Wenn nun in einer Sprachpause oder bei einem Sprachlaut geringer Lautstärke ein in F i g. 2 a gestrichelt dargestellter Störimpuls an den Eingang des Empfängers gelangt, dann ist die Verstärkung des Niederfrequenzteils des Empfängers gering. Wenn die Dauer des Störimpulses klein gegen die Regelzeitkonstante ist, dann verändert sich die Verstärkung kaum. Nach F i g. 2 b werden deshalb kurze Störimpulse, die in Sprachpausen ankommen, gegenüber der Sprachschwingung reduziert, auch wenn ihre Amplitude gleich groß oder größer als die empfangene Sprachschwingung ist. Durch einen Silbenkompander werden also Störungen beliebiger Amplitude, deren Dauer klein gegen die Regelzeitkonstante des Empfängers sind, abgeschwächt.If now during a break in speech or when the volume is low one in FIG. 2 a dashed interference pulse at the input of the receiver then the gain of the low frequency part of the receiver is low. If the duration of the interference pulse is small compared to the control time constant, then changed the reinforcement hardly. According to FIG. 2 b are therefore short glitches that arrive in pauses in speech, compared to the speech vibration reduced, even if their Amplitude is equal to or greater than the received speech oscillation. By A syllable compander thus becomes disturbances of any amplitude, the duration of which is small are weakened against the control time constant of the receiver.

Beide Eigenschaften des Silbenkompanders (Verbesserung des Signal-zu-Rausch-Verhältnisses bei kleinen Signalen und Unterdrückung von Impulsstörungen) werden bei der erfindungsgemäßen Anwendung des Kompanders ausgenutzt.Both properties of the syllable compander (improvement of the signal-to-noise ratio with small signals and suppression of impulse interference) are in the invention Use of the compander exploited.

In der F i g. 3 der Zeichnung ist in prinzipieller Darstellung ein Silbenkompressor dargestellt. Es ist ein Verstärker, der so geregelt wird, daß die Ausgangsspannung nur mit der Wurzel aus der Eingangsspannung ansteigt. F i g. 4 zeigt im Prinzip den Expander. Seine Ausgangsspannung ist proportional dem Quadrat der Eingangsspannung. Die Schaltungen für den Kompressor zeigt F i g. 5. Die hier dargestellte Verstärkerschaltung weist einen Widerstand 1 auf, dessen Größe umgekehrt proportional der Ausgangsspannung geändert werden muß. F i g. 6 zeigt die Schaltung zur Expansion. Hier liegt im Gegenkopplungszweig des Verstärkers ein Widerstand 2, der umgekehrt proportional zur Eingangsspannung geändert wird. F i g. 7 zeigt einen Widerstand, der in den beiden Schaltungen als variabler Widerstand benutzt werden kann. Die vier Dioden dieser Brücke werden von Gleichstrom 1 durchflossen und ändern entsprechend diesem Strom ihren Widerstand.In FIG. 3 of the drawing is a schematic representation Syllable compressor shown. It is an amplifier that is regulated so that the Output voltage only increases with the square root of the input voltage. F i g. 4th basically shows the expander. Its output voltage is proportional to the square the input voltage. The circuitry for the compressor is shown in FIG. 5. This one The amplifier circuit shown has a resistor 1, the size of which is reversed must be changed proportionally to the output voltage. F i g. 6 shows the circuit for expansion. There is a resistor in the negative feedback branch of the amplifier 2, which is changed in inverse proportion to the input voltage. F i g. 7 shows a resistor used as a variable resistor in the two circuits can be. Direct current 1 flows through the four diodes of this bridge and change their resistance according to this current.

Bei bisher bekannten Schaltungen hat man die Diodenbrücke über Symmetrierübertrager angesteuert. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird diese Ansteuerung nunmehr, wie in F i g. 8 gezeigt, über einen an sich bekannten Differenzverstärker 3 vorgenommen. Außerdem wird in an sich bekannter Weise die Gleichrichtung der Wechselspannung zur Erzeugung des Steuerstroms im Gegenkopplungszweig der Schaltung 4 (Dioden 5) bewirkt. Dies hat den Vorteil, daß bereits ab kleinen Eingangsspannungen unabhängig von den Kennlinien der Dioden eine lineare Gleichrichtung erfolgt. Durch beide Maßnahmen zusammen ist es möglich, auf wegen ihres Umfangs und ihres Gewichts bei tragbaren Funksprechgeräten nicht einsetzbare übertrager zu verzichten.In circuits known so far, the diode bridge is via balancing transformers controlled. According to a further development of the invention, this control is now as in Fig. 8, made via a differential amplifier 3 known per se. In addition, the rectification of the alternating voltage is carried out in a manner known per se for generating the control current in the negative feedback branch of circuit 4 (diodes 5) causes. This has the advantage that it is independent from low input voltages linear rectification takes place from the characteristic curves of the diodes. By both measures together it is possible to be portable because of their size and weight To do without two-way radio transmitters that cannot be used.

Den Modulationsteil des Senders zeigt F i g. 9. Die vom Mikrophon 6 kommenden Sprachschwingungen werden im Modulationsverstärker 7 verstärkt und komprimiert. Anschließend werden bei dem gewählten Ausführungsbeispiel die hohen Frequenzen, die im Sprachsignal nur mit geringerer Amplitude enthalten sind, um 6 db je Oktave angehoben (RC-Glied 8), so daß zusammen mit dem in 11 enthaltenen Frequenzmodulator eine Phasenmodulation zustande kommt. Da die Breite des Sendespektrums in erster Näherung durch den Frequenzhub bestimmt ist, wird die Sprachschwingung nach der Höhenanhebung (RC-Glied 8) also vor dem Frequenzmodulator 11 begrenzt (Glied 9). Der anschließende Tiefpaß 10 siebt die hohen Frequenzen des Sprachspektrums und die durch die Begrenzung entstehenden Oberwellen aus. Die Ausgangsspannung des Tiefpasses wird dem Sender 11 zugeführt.The modulation part of the transmitter is shown in FIG. 9. The speech vibrations coming from the microphone 6 are amplified and compressed in the modulation amplifier 7. Subsequently, in the selected embodiment, the high frequencies, which are only contained in the speech signal with a lower amplitude, are raised by 6 db per octave (RC element 8), so that, together with the frequency modulator contained in 11, a phase modulation occurs. Since the width of the transmission spectrum is determined in a first approximation by the frequency deviation, the speech oscillation after the treble increase (RC element 8) is limited before the frequency modulator 11 (element 9). The subsequent low-pass filter 10 sifts from the high frequencies of the speech spectrum and the products resulting from the limit harmonics. The output voltage of the low-pass filter is fed to the transmitter 11.

Von den NF-Spannungen am Ausgang des Empfängers 12 (F i g. 10) werden zunächst die hohen Frequenzen abgesenkt (RC-Glied 13) und dann das Sprachsignal expandiert (Verstärker 14). Die Ausgangsspannungen des Verstärkers 14 werden dem Lautsprecher 15 zugeführt.From the LF voltages at the output of the receiver 12 (FIG. 10) first the high frequencies are lowered (RC element 13) and then the voice signal expanded (amplifier 14). The output voltages of the amplifier 14 are the Speaker 15 supplied.

An sich könnte man die Kompression und Höhenanhebung im Sender und die Höhenabsenkung und Expansion im Empfänger in der Reihenfolge umkehren. Dann wird aber der Signal-Rausch-Abstand am Eingang des Expanders geringer, so daß der Empfänger im Bereich der Grenzreichweite nicht mehr auf kleine Verstärkung geregelt wird.In itself you could use the compression and treble boost in the transmitter and Reverse the descent and expansion in the receiver in the order. then but the signal-to-noise ratio at the input of the expander is smaller, so that the Receiver in the area of the limit range no longer regulated to small amplification will.

Im folgenden sollen das bekannte Funkspreehsystem mit 20 kHz Kanalrasterabstand, das versuchsweise betriebene System mit 12,5 kHz Kanalrasterabstand ohne besondere Maßnahmen und das erfindungsgemäße System mit 12,5 kHz Kanalrasterabstand und Silberkompander unter Zuhilfenahme von Meßergebnissen und subjektiven Vergleichen einander gegenübergestellt werden.In the following the well-known radio speech system with 20 kHz channel spacing, the system operated on an experimental basis with 12.5 kHz channel pitch without special Measures and the system according to the invention with 12.5 kHz channel pitch and silver compander contrasted with the help of measurement results and subjective comparisons will.

In F i g. 11 ist für die drei Systeme das Verhältnis der Effektivwerte von Signal plus Rauschen S+R und Rauschen R, gemessen bei Nennhub, in Abhängigkeit von der Empfangsspannung aufgetragen. Man erkennt, daß für Eingangsspannungen über 0,4 @.V bei 20 kHz Kanalabstand (ausgezogene Kurve) der Signal-zu-Rausch-Abstand um 5 db höher liegt als beim System mit 12,5 kHz Kanalraster (gestrichelte Kurve). Bei kleinen Eingangsspannungen ist der Unterschied zwischen beiden Systemen geringer, da die Schwelle beim 12,5-kHz-System bei kleineren Spannungen liegt.In Fig. 11 is the ratio of the effective values for the three systems of signal plus noise S + R and noise R, measured at nominal stroke, as a function of plotted from the received voltage. It can be seen that for input voltages over 0.4 @ .V at 20 kHz channel spacing (solid curve) is the signal-to-noise ratio 5 db higher than in the system with 12.5 kHz channel spacing (dashed curve). With low input voltages, the difference between the two systems is smaller, because the threshold in the 12.5 kHz system is at lower voltages.

Die in F i g. 11 punktiert dargestellte Kurve für das 12,5-kHz-System mit Silbenkompander liegt im ganzen Bereich günstiger als diejenige für das 20-kHz-System. Das Ruhegeräusch und die Störungen bei Sprachschwingungen geringer Lautstärke sind also beim 12,5-kHz-System mit Kompander nicht nur geringer als beim 12,5-kRz-System ohne Kompander, sondern sogar kleiner als beim System mit 20 kHz Kanalrasterabstand. Allerdings muß man berücksichtigen, daß die Rauschstörungen bei großen Sprachpegeln anwachsen und bei der Maximallautstärke so groß sind wie beim 12,5-kHz-Raster ohne Kompander. Ein echter Vergleich der Systeme ist daher nur durch subjektive Messungen möglich. Hierbei hat sich ergeben, daß bei einem Signal-zu-Rausch-Abstand von 12 db (bestimmt für das 20-kHz-System) die Nachricht beim 20-kHz-System gerade noch verständlich, beim 12,5-kHz-System kaum noch verständlich, aber beim 12-kHz-System mit Kompander gleich oder etwas besser als beim 20-kHz-System zu verstehen ist. Bei 20 db Signal-Rausch-Abstand war das erfindungsgemäße System genausogut verständlich wie das 20-kHz-System, während das 12,5-kHz-System eine kaum verständliche Nachricht wiedergab. Zusammenfassend kann man also sagen, daß das System mit 12,5-kHz-Kanalraster und Kompander bei Rauschstörungen gleich gut oder etwas besser als das System mit 20 kHz Kanalraster ist.The in F i g. 11 dotted curve for the 12.5 kHz system with syllable compander is in the whole range more favorable than that for the 20 kHz system. The quiet noise and the disturbances in the case of speech vibrations are low volume So with the 12.5 kHz system with compander it is not just lower than with the 12.5 kHz system without compander, but even smaller than with the system with 20 kHz channel pitch. However, one must take into account that the noise interference at high speech levels and are as large at the maximum volume as with the 12.5 kHz grid without Compander. A real comparison of the systems is therefore only possible through subjective measurements possible. It has been found that with a signal-to-noise ratio of 12 db (intended for the 20 kHz system) the message for the 20 kHz system is just barely there Understandable, hardly understandable with the 12.5 kHz system, but with the 12 kHz system with compander is the same or slightly better than with the 20 kHz system. With a signal-to-noise ratio of 20 db, the system according to the invention was just as easy to understand like the 20 kHz system while the 12.5 kHz system is a barely understandable message reproduced. In summary, one can say that the system uses a 12.5 kHz channel spacing and compander in the case of noise interference as good or slightly better than the system with 20 kHz channel spacing.

Bei Impulsstörungen der Spektraldichte 3 mV/MHz und 100 Hz Folgefrequenz ergab sich wiederum, daß das Geräusch in der Sprachpause beim 12,5-kHz-Kanalrastersystem mit Kompander wesentlich geringer als beim System mit 20-kHz Kanalraster ist. Die Ergebnisse für eine Eingangsspannung von 0,421eV die einem Signal-Rausch-Verhältnis von 20 db für das 20-kHz-System entsprechen, besagen, daß bei Auftreten von Impulsstörungen das 12,5-kHz-System ohne Kompander hier nicht mehr verwendbar ist, daß beim 20-kHz-System die Nachricht gerade noch verständlich ist und daß die Nachricht beim 12,5-kHz-System mit Kompander am besten verständlich ist.In the case of impulse interference with a spectral density of 3 mV / MHz and 100 Hz repetition frequency it was found again that the noise in the speech pause in the 12.5 kHz channel grid system with compander is much lower than with the system with 20 kHz channel spacing. the Results for an input voltage of 0.421eV give a signal-to-noise ratio of 20 db for the 20 kHz system, say that if impulse interference occurs the 12.5 kHz system without a compander can no longer be used here, as with the 20 kHz system the message is just understandable and that the message in the 12.5 kHz system is best understood with Kompander.

Bei den subjektiven Vergleichsmessungen wurde der Sender von einem Tonband aus immer optimal ausgesteuert. Beim praktischen Betrieb muß man mit erheblichen Schwankungen des mittleren Sprachpegels rechnen, da sich der Abstand vom Mund zum Mikrophon nicht konstant halten läßt. In diesem Fall ist das 12,5-kHz-System mit Kompander wesentlich günstiger als das 20-kHz-System, da Pegelschwankungen des Eingangssignals reduziert werden.In the subjective comparison measurements, the transmitter was from a Tape off always optimally controlled. In practical operation you have to deal with considerable Fluctuations in the mean speech level can be expected, since the distance from the mouth to the Cannot hold the microphone constant. In this case the 12.5 kHz system is included Compander is much cheaper than the 20 kHz system because the level of the input signal fluctuates be reduced.

Insgesamt kann somit festgestellt werden, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine solche Verbesserung der Nachrichtenübertragung zustande kommt, daß man unter Verwendung eines Silbenkompanders ein 12,5-kHz-System realisieren kann. Dieses System ist bezüglich der Nachrichtenübertragung sogar noch etwas besser als das derzeit benutzte 20-kHz-System.Overall, it can thus be stated that the inventive Method such an improvement in message transmission comes about that a 12.5 kHz system can be implemented using a syllable compander. This system is even slightly better than the the 20 kHz system currently in use.

Claims

Claims: 1. Radio transmission method in which the message is modulated onto the carrier by frequency or phase modulation, thereby characterized in that to enable a small frequency spacing between adjacent Transmission channels, the frequency deviation is selected to be so small in a manner known per se is that the modulation index is of the order of 1, and that for compensation the resulting loss of range, the low-frequency signal is known per se Way syllable compression on the sending side and syllable expansion on the receiving side is subjected.

2. Arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that an amplifier circuit is used for syllable compression in a known manner is provided, in whose collector circuit a resistor is inserted, which is reversed changes proportionally to the output voltage of the amplifier stage.

3. Order for implementation of the method according to claim 1, characterized in that in per se known Way for syllable expansion an amplifier stage is provided, the Gegenkopplungszwcig contains a resistor that is inversely proportional to the input voltage of the Amplifier stage changes.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that that a diode bridge is provided in a manner known per se as a changing resistance is, in which two diodes are in series for the control direct current and all diodes Have the same polarity and in which the AC voltage connections to the other Bridge diagonals are connected.

5. Arrangement for control of the alternating current resistor according to claim 4, characterized in that the symmetrical DC control of the AC resistance by a differential amplifier takes place and that for generating the control direct current from the alternating voltage signal an amplifier circuit is provided, in whose negative feedback branch the rectification is effected.