DE1437720B2 - Verfahren und schaltungsanordnung zur uebertragung binaerer daten - Google Patents

Description

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Diese Zusatzerfindung betrifft ein Verfahren und Ein zweckmäßiges Decodierverfahren läßt sich da-

eine Schaltungsanordnung zur Übertragung binärer durch verwirklichen, daß auf der Empfängerseite zur

Daten nach Patent 1293 186, gemäß dem die zur Wiedergewinnung der Daten das inverse Verfahren

Übertragung bestimmte Datenfolge oder eine aus die- angewendet wird.

ser gebildete Signalfolge als spiegelbildliche Folge 5 Die weiteren Unteransprüche nennen vorteilhafte wiederholt wird und jedem aus der zu übertragenden Ausgestaltungen zur Durchführung des beschriebenen Folge gebildeten Doppelimpuls ein diskreter Wert Verfahrens auf der Sendeseite,
eines zusätzlichen Signalparameters zugeordnet wird, Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfinderart, daß als zusätzliche Signalparameter Span- dung mit Hilfe der nachstehend aufgeführten Zeichnungspegel gewählt werden und die zu übertragende io nungen näher erläutert. Es zeigt
binäre Bitfolge in eine quaternäre Folge umgewan- Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel,
delt wird. F i g. 2 den Signalverlauf an verschiedenen Punk-Gegenstand des Hauptpatents ist ein Verfahren zur ten der Schaltung gemäß F i g. 1 und
Übertragung binärer Daten unter Ermöglichung einer F i g. 3 ein besonderes Ausführungsbeispiel eines erhöhten Bitfolgefrequenz, die über die durch die 15 Teiles der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1.
Höhe der Trägerfrequenz normalerweise ohne zusatz- Die folgende Beschreibung behandelt ein Beispiel liehe Vorkehrungen gegebene Grenze hinausgeht. der Schaltungsanordnung unter der Voraussetzung, Häufig ist es ohnehin vorteilhaft, binäre Daten in daß die Daten in binärer Form seriell zugeführt wereinem sogenannten NRZ-Code (NON-RETURN to den und daß die Übertragung im NRZ-Code erfolgt. ZERO-CODE) zu übertragen, wobei gegebenenfalls 20 Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm der Schaltungsdie Frequenzumtastung oder angewandte Modula- anordnung. Die Daten werden über den Eingang 4 tionsarten erleichtert werden. NRZ-Codes sind in der zugeführt und Impulse eines nicht dargestellten Taktdeutschen Literatur als Richtungsschrift oder Wech- gebers über den Eingang 1. Die Anordnung der selschrift bekannt geworden (s. dazu Steinbuchs Fig. 1 umfaßt die folgenden Hauptelemente:
»Taschenbuch der Nachrichtenverarbeitung«, 1962, a_{5 } Sdhaltkrei die von den ursprünglich empfan}. Springer-Verlag S. 599 bis 602). Bei solchen NRZ- > Taktimpulsen gesteuert weiden und die Codes sind die Informationen nicht m Pegelzustands- ^ Ausgangssignale Taktimpulse zur Steuerung werten enthalten, sondern im Wechsel von einem Zu- _{der ver}f_cllf_ede^_en Schaltelemente abgeben. In stand in den anderen Eine binare >>1« ist dabei z.B. _pj _{χ sind diese SchaItkreise mit} /_{CT4 und} durch einen Pegelzustandswechsel darzustellen, eine 30 _Ac\_{5 bezeichnet} sie'arbeiten mit Invertern/ binare »0« dagegen durch eine Beibehaltung des
gerade herrschenden Zustande. ν „ , .,. „ ....

Die Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung ist ^b) Schaltkreise, die in Abhängigkeit der über die

ein Verfahren zur Schaffung eines Codes, der den Leitung 1 kommenden Taktimpulse die Daten

Eigenarten des Hauptpatents entsprechend Mehr- 35 verarbeiten, die über den Eingang 4 zugeführt

pegel-Datensignale aufweist, die zumindest zum Teil werden.

Pegelzustandswechsel enthalten, auch wenn eine Die Schaltkreise CJl und CT 2 formen binäre völlig binärmonotone originäre Datenelementfolge Elemente in den NRZ-Code um. Einzelheiten dieser zur Übertragung kommen soll. Schaltgruppen sind nicht dargestellt, da sie der her-Die Lösung der genannten Aufgabe ist durch die 40 kömmlichen Bauweise entsprechen. Die Schaltkreise Kombination der folgenden Merkmale gekenn- ACT4 und ACTS halbieren die Frequenz der anzeichnet: kommenden Taktsignale. Die Schaltung ΛCJl stellt

a) Die zu übertragenden Datenelemente werden in ^{die über} die Leitung 4 empfangenen Daten mit Hilfe untereinander gleich große Gruppen unterteilt. der über die Leitung ankommenden Taktimpulse wie-

b) Die binärwertigen Spannungspegel eines oder ⁴⁵ der her. Die Schaltkreise ^CT2 und ^tcr3 verschiemdhrerer Elemente aller dieser Gruppen werden ^ben _u die empfangenen Daten um ein Zeitintervall Θ, für alle Gruppen in gleicher Weiset zumindest ™*^ει ® ^die ^™^^* ⁶^f ]^^en ^nts einmal unter Anwendung der Regeln der be- bedeutet Die Schaltkreise ^Cri,^Cr2 und ACT3 kannten NRZ-Technik, zu einer Zwischenfolge tonnen beispielsweise in der bekannten Form der umgeformt ⁵° Schieberegister aufgebaut sein. Es sei erwähnt, daß

ν _^. „ .' , , .,,, . in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die

c) Diese Zwischenfolge wird durch gruppenweises _Sdhaltkrei_{se ACT}1 bis ACTS aus einer gemeinsamen Einfügen ihrer invertierten Folgeelemente zu _Grundzeli_e entwickelt sein können, beispielsweise einer nichtmonotonen Binarelementfolge ge- _{einer VOQ logiscnen} Schaltungen beeinflußten bistabi^miscnt-55 len Kippschaltung.

d) Die Elemente dieser nichtmonotonen gemischten Fig. 3 zeigt das Blockschaltbild dieser bistabilen Folge werden pro gebildete Gruppe den nicht Kippschaltung. ,Über die Anschlüsse ρ und c werden NRZ-umgeformten Elementen gegebenenfalls Vorbereitungssignale zugeführt, während die Ausmonoton verbliebener Folge pegeladditiv zu löseimpulse auf der Leitung? erscheinen, α und b einer nichtmonotonen quaternären Folge nach 60 sind die Leitungen für die beiden möglichen Zu-Art des Hauptpatents 1 293 186 überlagert und stände. Die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten übertragen. durch Vorbereitungsimpulse erlauben die Schaltung

e) Die nicht NRZ-umgeformten Elemente werden als Frequenzteiler, Schieberegister usw. einzusetzen, gruppenweise bei der Pegelüberlagerung, zumin- Im folgenden sei die Wirkungsweise der als Beidest zum Teil, wiederholt, so daß jede über- 65 spiel ausgeführten Schaltung näher erläutert. Zeile 1 lagert übertragene Gruppe die gleiche zeitliche in F i g. 2 zeigt das auf der Leitung ankommende Länge aufweist, mit der sie der Unterteilung Taktsignal, Zeile 2 das am Ausgang 2 der Schaltung gemäß a) unterworfen wird. ACTA erscheinende Signal und Zeile 3 schließlich

Claims (9)

1. 3 4

   das am Ausgang 3 der Schaltung ACT5 liegende Die UND-Schaltung 5 wird gesteuert von den Si-

   Signal. Zeile 4 zeigt die am Eingang 4 auftretenden gnalen 5 und dem Taktsignal 3 und gibt die Signale

   Daten mit willkürlich gewählten Werten. Wie aus der 13 ab. Die UND-Schaltung 6 wird gesteuert von dem

   Zeile 4 zu erkennen ist, treten die Signale in Grup- Signal 6 α und dem invertierten Taktsignal 3. Am

   pen von je vier Daten L, M, N, O auf. Die erste 5 Ausgang entsteht das Signal der Zeile 14 in F i g. 2.

   Gruppe ist mit L₀, M₀, N₀,O₀ bezeichnet. Diese Daten Beide Signale 13 und 14 passieren eine ODER-Schal-

   bereiten die Schaltung ACTl vor, an deren Ausgang tung 3, an deren Ausgang ein Signal 15 entsteht. In

   die von den Taktsignalen gesteuerten Signale, wie sie diesem Signal erscheint jeweils der zweite Teil einer

   in Zeile 5 dargestellt sind, auftreten. Die Signale ent- Signalgruppe sowie dessen Wiederholung. Zunächst

   sprechen voll und ganz den Signalen der Zeile 4, sind io erscheinen also zweimal ./V₀, O₀. Dann folgen N₁, O₁

   jedoch gegenüber diesen phasenverschoben. Der Aus- der Gruppe 2 sowie ihre Wiederholung,

   gang 5 der Schaltung ACTl bereitet die Schaltung Die Signale 12 und 15 erscheinen zu gleichen Zei-

   ACTI vor, an deren Ausgang die von den Taktsigna- ten auf den Ausgängen 12 bzw. 15. Die zweiten Teil-

   len gesteuerten, wiederum gleichen, aber phasenver- elemente einer Gruppe in dem Signal 15 fallen mit den

   schobenen Signale erscheinen, wie es Zeile 6 der 15 Elementen X und Y des Signals 12 zusammen. Ihre

   F i g. 2 zeigt. Wiederholung fällt mit den Elementen Ύ und Y zu-

   Der Ausgang der Schaltung ACT2 bereitet die sammen, welche die Umkehrung der Werte X bzw. Y

   Schaltung .4 CT 3 vor, an deren Ausgang die vom des Signals 12 darstellen. Die zwei möglichen Werte

   Taktsignal gesteuerten Daten mit einer weiteren der Elemente des Signals 15 werden durch zwei

   Phasenverschiebung und außerdem invertiert er- 20 Werte Rl und R2 bzw. durch ihre negativen

   scheinen, wie es Zeile 6a zeigt. Der UND-Schaltung 1 Werte R Γ und R2' in bezug auf den Nullpegel R₀

   wird das invertierte Ausgangssignal 5' der Schaltung dargestellt. R1 bzw. R 2 kommen als Werte in Be-

   ACTl zugeführt sowie das invertierte Taktsignal der tracht, wenn der Wert der Elemente X oder Y bzw.

   Schaltung ACT5. Am Ausgang α der UND-Schal- der entsprechenden Elemente Z oder Y relativ hoch

   tung 1 erscheint das in Zeile α der Fig. 2 dargestellte 25 ist. RV bzw. R2' kommen in Betracht, wenn die

   Signal. Die Ausgangssignale der Schaltung ACT2 Werte von X oder Y bzw. ~X oder Y relativ niedrig

   sind über einen Inverter/2 dem Eingang der UND- Sind. Man erhält Signale derForml6inFig. 2, wobei

   Schaltung 2 zugeführt. Die UND-Schaltung 2 erhält zunächst die Werte der Gruppe 1, dann diejenigen

   ihre Taktsignale unmittelbar von der Schaltung der Gruppe 2 usw. übertragen werden und wobei die

   ACTS, wie sie in Zeile 3 der Fig. 2 dargestellt sind. 30 Periodenlänge einer aus vier binären Elementen be-

   Die Signale am Ausgang β der UND-Schaltung 2 ent- stehenden Gruppe 4 Θ ist.

   sprechen der Zeile β in F i g. 2. Am Ausgang 7 des Die Schaltung COM kombiniert die Signale 12 und

   siner ODER-Schaltung 1 nachgeschalteten Inverters 15 in bekannter Weise. Das entstehende Signal 16 ist

   /3 liegen Signale, wie sie in Zeile 7 der F i g. 2 dar- derart, daß jeweils auf ein Signal dessen inverses folgt,

   gestellt sind. Diese Signale werden der Schaltung 35 so daß die Anforderungen des Verfahrens des Haupt-

   ACTl zugeführt, die dadurch vorbereitet wird. Der patentes voll erfüllt sind. Für den Fall des Ausfüh-

   Schaltung ACTl werden Taktsignale vom Ausgang 2 rungsbeispiels der Erfindung sei erwähnt, daß das

   der Schaltung ACT 4 zugeführt. Am Ausgang 8 der Signal 16 auch dann am Empfänger eindeutig erkannt

   Schaltung ACTl entstehen Signale, wie sie in Zeile 8 wird, wenn es die entgegengesetzte Form 16' in

   der F i g. 2 gezeigt sind. Diese Signale sind nur Funk- 40 F i g. 2 annimmt. Daraus folgt, daß die Werte der

   tionen der ElementeL₀, M₀, L₁, M₁. Jedes dieser Si- Elemente des Signals 15, die durch die Pegel Al

   gnalelemente hat eine Zeitdauer von 2 Θ. und R 2 oder durch die negativen Werte R1' und R 2'

   Diese Signale, die also die Daten L und M aus repräsentiert werden in eindeutiger Weise rückjeder Gruppe repräsentieren, werden in der Schal- gewonnen werden. Das Signal 12 wird aus dem tung CTl in einen NRZ-Code umgewandelt. Am 45 Signal 16' rückgewonnen, das zwar die entgegenAusgang 9 der Schaltung CTl entstehen Signale, wie gesetzte Form hat aber ebenso wie die übertragene sie in Zeile9 der Fig. 2 dargestellt sind. Es tritt ein Information durch das Auftreten bzw. das Ausblei-Sprung auf bei der Darstellung des Wertes L₀, der ben eines Pegelsprungs dargestellt ist. Diese Sprünge den Wert»l« darstellt, kein Sprung dagegen für die werden durch eine Signalumkehr nicht geändert, so Darstellung der Werte M₀, L₁, M₁, die den Wert »0« 50 daß die Information in ihrer ursprünglichen Form haben. Ein Sprung tritt dagegen wieder auf für die rückgewonnen werden kann. Daher kann auch das Werte L₂ und M₂, die den Wert»l« haben. In dem Signal 9 identifiziert werden und damit die in ihm vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Signale enthaltenen Daten L und M der aufeinanderfolgender Zeile 9 in der gleichen Weise ein zweites Mal um- den Gruppen.

   geformt, so daß Signale der Zeile 10 in F i g. 2 ent- 55 Es erübrigt sich, die Schaltungen zum Entschlüs-

   stehen. In der Schaltung RETI werden die Signale sein der Signale 16 bzw. 16' zu beschreiben, die

   invertiert und um 2 Θ phasenverschoben. Es entstehen lediglich- nach dem Gesetz der Inversion arbeiten. Signale der Form 11 in F i g. 2. Die UND-Schaltung 3

   bildet Signale 10 a in Abhängigkeit der Steuersignale Patentansprüche:

   10 und der Täktsignale 3. In ähnlicher Weise bildet 60 1. Verfahren zur Übertragung binärer Daten

   die UND-Schaltung 4 Signale 11a in Abhängigkeit nach Patent 1293 186, gemäß dem die zur Über-

   der Steuersignale 11 und der invertierten Takt- tragung bestimmte Datenfolge oder eine aus die-

   signale 3. Die Signale 11a und 10 a passieren eine ser gebildete Signalfolge als spiegelbildliche Folge

   ODER-Schaltung 2 mit dem Ausgang 12 (Zeile 12 in wiederholt wird und jedem aus der zu übertragen-F i g. 2) mit den Elementen X, Y, X, Y mit einer 65 den Folge gebildeten Doppelimpuls ein diskreter

   Periodenlänge von jeweils Θ und mit Pegelwerten, Wert eines zusätzlichen Signalparameters zugeord-

   die denen der Signale 10 und dem entgegengesetzten net wird, derart, daß als zusätzliche Signalpara-

   Wert von 11 entsprechen. meter Spannungspegel gewählt werden und die zu

   übertragende binäre Bitfolge in eine quaternäre Folge umgewandelt wird, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

   a) Die zu übertragenden Datenelemente (L₀, , M₀, N₀, O₀, ...) werden in untereinander gleich große Gruppen (L₀, M₀, N₀, O₀; L₁, M₁, N₁, O₁; ...) unterteilt.

   b) Die binärwertigen Spannungspegel eines oder mehrerer Elemente (L₀, M₀; L₁, M₁; ...) aller dieser Gruppen werden für alle Gruppen in gleicher Weise, zumindest einmal unter Anwendung der Regeln der bekannten NRZ-Tedhnik, zu einer Zwischenfolge (X₀, Y₀; X₁, Y₁; ...) umgeformt.

   c) Diese Zwischenfolge (X₀, Y₀; X₁, Y₁; ...) wird durch gruppenweises Einfügen ihrer invertierten Folgeelemente(Y₀, Y₀; Y₁, Tj;...) zu einer nicht monotonen Binärelementfolge (*o, Yq, T₀, Y₀; X₁, Y₁, Y₁, Tj;.-.) gemischt.

   d) Die Elemente dieser nicht monotonen gemischten Folge (X₀, Y₀, Y₀, Y₀; X₁, X₁, X₁, Y₁; ...) werden pro gebildete Gruppe (L₀, M₀, N₀, O₀; ...) den nicht NRZ-umgeformten Elementen (N₀, O₀; N₁, O₁; ...) gegebenenfalls monoton verbliebener Folge pegeladditiv zu einer nicht monotonen quaternären Folge nadi Art des Patentes 1 293 186 überlagert und übertragen.

   e) Die nicht NRZ-umgeformten Elemente (N₀, O₀; N₁, O₁; ...) werden gruppenweise bei der Pegelüberlagerung, zumindest zum Teil, wiederholt, so daß jede überlagert übertragene Gruppe (Zeile 16 in Fi g. 2) die gleiche zeitliche Länge (4Θ) aufweist, mit der sie der Unterteilung gemäß a) unterworfen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Empfängerseite zur Wiedergewinnung der Daten das inverse Verfahren angewendet wird.
3. 3. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang einer von Taktsignalen gesteuerten logischen Schaltung (^4CTl) mit einer Datenquelle verbunden ist und daß eine Kombinationsschaltung (COM), deren Ausgang (16) mit dem Übertragungskanal verbunden ist, einmal über einen Zweig für die im NRZ-Code vorlie- ■ genden Daten, zum anderen über einen Kanal für die restlichen Datenelemente mit dem Schaltungseingang verbunden ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweig für die im ·■ NRZ-Code vorliegenden Daten aus einer ersten über einen ersten Inverter (71) mit den Daten gespeisten und über einen achten Inverter (78) von einem ersten Taktgeber (ACTS) gesteuerten ersten UND-Schaltung (1) besteht, daß in dem gleichen Zweig eine zweite UND-Schaltung über einen zweiten Inverter (72) und eine zweite Verzögerungsschaltung (ACT2) mit der gleichen Leitung (5) verbunden ist, daß der zweite Eingang der zweiten UND-Schaltung mit dem zweiten Taktgeber (ACTS) verbunden ist, daß der Ausgang (α) der ersten UND-Schaltung und der Aus- j gang (ß) der zweiten UND-Schaltung über eine gemeinsame erste ODER-Schaltung und einen nachgeschalteten dritten Inverter (73) mit dem Eingang (10) einer dritten UND-Schaltung verbunden sind, deren zweiter Eingang mit dem Ausgang des zweiten Taktgebers (ACTS) verbunden ist, daß der Eingang (10) über eine Inversionsund Verzögerungsschaltung (RETI) mit dem Eingang (11) einer vierten UND-Schaltung verbunden ist, deren zweiter Eingang über einen achten Inverter (78) an den Ausgang des zweiten Taktgebers (ACTS) angeschlossen ist und daß der Ausgang der dritten UND-Schaltung und der Ausgang der vierten UND-Schaltung über eine gemeinsame zweite ODER-Schaltung mit dem Eingang (12) der Kombinationsschaltung (COM) verbunden sind.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitung (5) über eine von einer Taktleitung (1) gesteuerte zweite Verzögerungsschaltung (ACT2), eine von der gleichen Taktleitung gesteuerte dritte Ver- | zögerungsschaltung (A CT 3), einen vierten Inverter (74) mit einer sechsten UND-Schaltung verbunden ist, deren zweiter Eingang über den achten Inverter (78) an den zweiten Taktgeber (ACTS) angeschlossen ist, daß die Datenleitung (5) über einen fünften Inverter (75) mit dem Eingang einer fünften UND-Schaltung verbunden ist, deren zweiter Eingang mit dem zweiten Taktgeber (ACT5) verbunden ist und daß der Ausgang (13) der fünften UND-Schaltung und der Ausgang (14) der sechsten UND-Schaltung über eine gemeinsame dritte ODER-Schaltung und einen nachgeschalteten sechsten Inverter (/6) mit dem zweiten Eingang der Kombinationsschaltung (COM) verbunden sind.
6. 6. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an die Taktleitung (1) ein als erster Frequenzteiler geschalteter erster Taktgeber (A CT 4) angeschlossen ist, dem über einen siebenten Inverter (77) ein als zweiter Frequenzteiler arbeitender zweiter Taktgeber (ACTS) nachgeschaltet ist.¹
7. 7. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem dritten Inverter (73) und dem Eingang (10) der dritten UND-Schaltung ' eine Kippschaltung (ÄCT7) und ein ■ nachgeschalteter Codewandler (CTl) zur Herstellung des NRZ-Codes angeordnet sind, daß an den Wandler (CTl) gegebenenfalls ein weiterer Codewandler (CT2) angeschlossen ist und daß diese Schaltungen (ACT 7, CTl, CT2) gemeinsam an' den 'ersten Taktgeber (ACT 4) angeschlossen sind. '^: ' '^;: ■'■■'■'

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8. 8. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dateneingang (4) und der Datenleitung (5) ein von der Taktleitung (1) gesteuerter erster Verzögerer (ACTt) angeordnet ist.

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9. 9. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltgruppen (ACTl bis ACTS) aus einer gemeinsamen Zelle aufgebaut sind, die aus einer von ^: logischen Schaltungen ■ beeinflußten ' bistabilen

   • Kippschaltung besteht. '■ ' ; '·■ ■-;:-■-/>■:;: ;·.-

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