DE1441572C1

DE1441572C1 - Method for the interference-free transmission of signals

Info

Publication number: DE1441572C1
Application number: DE1963B0071453
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl-Ing Klein
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1963-04-09
Filing date: 1963-04-09
Publication date: 1978-02-09
Also published as: FR1605503A; GB1499312A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum störungsfreien Obertragen von Signalen, bei dem nur die zeitlichen Änderungen des Signals, definiert nach Größe und Vorzeichen, mit Hilfe einer positiven und negativen Impulsfolge übertragen werden, wobei die positive Impulsfolge über einen ersten Kanal und die negative Impulsfolge nach Umkehrung ihrer Polarität über einen zweiten Kanal einer Sendeanlage an eine Empfangsstation abgestrahlt werden, in der sie wieder in eine positive und negative Impulsfolge getrennt werden.The invention relates to a method for the interference-free transmission of signals in which only the Changes in the signal over time, defined by size and sign, with the help of a positive and negative Pulse train are transmitted, the positive pulse train via a first channel and the negative Pulse sequence after reversing its polarity via a second channel of a transmitting system to a receiving station are emitted, in which they are again separated into a positive and negative pulse sequence.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß ein Gegner eine Signalübertragung dann sehr einfach stören kann, wenn ihm die Sendefrequenz und/oder die Bandbreite des Übertragungskanals bekannt sind. Da diese Daten verhältnismäßig leicht zu ermitteln sind, gelingt es fast immer, die Signalübertragung erheblich zu stören. Zudem genügen bei dem vorstehend genannten Verfahren bereits Störungen innerhalb der Bandbreite des Übertragungskanals, um die zu übertragenden Signale erheblich zu verfälschen.It is a known fact that an adversary can easily interfere with a signal transmission if he knows the transmission frequency and / or the bandwidth of the transmission channel. As this data are relatively easy to determine, it is almost always possible to significantly disrupt the signal transmission. In addition, interference within the bandwidth is sufficient for the above-mentioned method of the transmission channel in order to significantly falsify the signals to be transmitted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Signalübertragungsverfahren, bei dem lediglich die zeitlichen Änderungen, definiert nach Größe und Vorzeichen, der Signale übertragen werden, störungssicher zu gestalten.The invention is based on the object of a signal transmission method in which only the temporal changes, defined according to the size and sign of the signals transmitted, fail-safe to design.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Signal in an sich bekannter Weise beim Durchlaufen je einer von mehreren vorbestimmten Amplitudenbereiche AK in die die Steilheit seines Anstiegs bzw. seines Abfalls verkörpernde positive bzw. negative Impulse, und zwar gleicher Breite und Amplitude, umgeformt wird und daß das Signal auf der Empfangsseite durch gemeinsame Integration beider Impulsfolgen wiedergewonnen wirdThis object is achieved according to the invention in that the signal, in a manner known per se, when passing through one of several predetermined amplitude ranges AK in the positive or negative pulses embodying the steepness of its rise or fall, namely of the same width and amplitude, is transformed and that the signal on the receiving side is recovered by integrating both pulse trains together

Nun sind zwar bereits aus der Telegrafie-Übertragungstechnik sogenannte Frequenzumtastverfahren bekannt, bei denen z. B. ein als Einfachstromzeichen im Teilnehmerkreis oder aber als Doppelstromzeichen im Ortskreis einer Telegrafie-Verbindung auftretendes Signal zur Übermittlung über eine größere Entfernung in ein Tonfrequenzzeichen umgeformt wird.So-called frequency shift keying methods are already known from telegraphy transmission technology, where z. B. as a single stream sign in the subscriber group or as a double stream sign in Local area of a telegraphic connection signal that occurs for transmission over a greater distance is converted into a tone frequency symbol.

ίο Den Impulspausen des Einfachstromzeichens bzw. den Impulsen mit negativer Polarität des Doppelstromzeichens, ist dabei eine erste Frequenz und den Impulsen des Einfachstromzeichens, bzw. den Impulsen positiver Polarität des Doppelstromzeichens, eine zweite Frequenz zugeordnetίο The pulse pauses of the single current symbol or the pulses with negative polarity of the double current symbol is a first frequency and the pulses of the single current symbol, or the pulses of positive polarity of the double current symbol, a second frequency assigned

Bei dem derartigen bekannten Verfahren zur Frequenzumtastung besteht nun aber bereits das die Information enthaltende Signal aus einer Impulsfolge, die beim Einfachstroinzeichen aus Impulsen und Impulspausen und beim Doppelstromzeichen aus Impulsen positiver Polarität und Impulsen negativer Polarität, aber ohne Impulspausen besteht Außerdem enthält eine derartige Impulsfolge zum Beispiel die mit Hilfe der Telegrafie-Übertragungstechnik zu übertragende Information — also z. B. einen Buchstaben — als ein bestimmtes Verhältnis Impulsbreite zu Impulspause, das durch den jeweils verwendeten Fernschreibkode bestimmt ist Diese bekannten Verfahren geben daher keinerlei Lösungsmöglichkeiten an, wie eine Signalübertragung mittels positiver und negativer Impulsfolgen über jeweils getrennte Übertragungskanäle gegen gezielte Störmaßnahmen eines Gegners unanfällig gemacht werden können.In the case of such a known method for frequency shift keying, however, there is already the Information-containing signal from a pulse train, which in the case of the single-flow symbol consists of pulses and Pulse pauses and, in the case of the double current symbol, of pulses of positive polarity and pulses of negative polarity There is polarity, but there is no interpulse period Using the telegraphy transmission technology to transmit information - so z. B. a letter - as a certain ratio of pulse width to pulse pause, which is determined by the telex code used in each case is determined These known methods therefore do not provide any possible solutions, such as signal transmission by means of positive and negative pulse trains via separate transmission channels targeted disruptive measures of an opponent can be made unsusceptible.

In the method according to the invention, however, is

die zu übertragende Information auf eine positive und eine negative Impulsfolge verteilt, wobei diese Impulsfolgen nach getrennter Übertragung im Empfänger durch Integration wieder zu der einheitlichen Information zusammengefügt werden. Eventuelle Störungen wirken sich daher auf beide Impulsfolgen gleichermaßen aus, so daß sie sich bei der Integration im Empfänger gegenseitig aufheben.the information to be transmitted is distributed over a positive and a negative pulse train, these pulse trains after separate transmission in the receiver through integration back to the uniform information be joined together. Any disturbances therefore affect both pulse trains equally so that they cancel each other out when integrated in the receiver.

Die Umwandlung eines — ggf. zu übertragenden — Signals in seine zeitlichen Änderungen durch Umformung in Impulse jeweils bei Durchlaufen einer von mehreren Amplitudenbereichen ist zwar im Falle von Radarvideosignalen — wie bereits erwähnt — an sich bekannt. Aufgabe jener Umwandlung ist aber eine Echointensitätskonturenanzeige und demzufolge wird die genannte Umformung — auch empfangsseitig (im Falle einer Übertragung) — nicht mehr rückgängig gemacht.The conversion of a signal - if necessary to be transmitted - into its temporal changes through transformation in pulses when passing through one of several amplitude ranges is indeed in the case of Radar video signals - as already mentioned - known per se. But the task of that transformation is one Echo intensity contour display and consequently the above-mentioned transformation - also on the receiving side (in In the event of a transfer) - no longer reversed.

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird besonders störsicher, wenn gemäß einer Weiterbildung die Mehrzahl der Spektrallinien der beiden Kanäle im gleichen Frequenzbereich des HF-Spektrums der Sendeanlage liegen.The method according to the invention is particularly interference-free if, according to a development, the Majority of the spectral lines of the two channels in the same frequency range of the HF spectrum of the Transmission system lie.

Da ein Gegner mit Störmaßnahmen nur in das HF-Spektrum eindringen kann, die Spektrallinien der beiden Kanäle hier jedoch im gleichen Frequenzintervall liegen, wird eine Störung in gleicher Weise beide Kanäle auf der Empfangsseite beeinflussen. Infolge der Umkehrung der Polarität der Signale in einem Kanal wird bei der Integration der Signale aus beiden KanälenSince an opponent can only penetrate the HF spectrum with disruptive measures, the spectral lines of the However, if both channels are in the same frequency interval, a disturbance will be the same for both Influence channels on the receiving end. As a result of the reversal of the polarity of the signals in a channel is used when integrating the signals from both channels

μ die Summe der Anteile des Störers zu Null, so daß eineμ the sum of the components of the interferer to zero, so that a

Influencing or falsifying what is to be transmitted Signal does not take place despite interfering measures. In the further development of the invention

Verfahrens ist die Impulsdauer konstant und so gewählt, daß bei größtmöglichem Anstieg des zu übertragenden Signals die einzelnen Impulse sich lückenlos aneinanderstießen. Procedure, the pulse duration is constant and is chosen so that with the greatest possible increase in the signal to be transmitted, the individual pulses collided without gaps.

Eine vorteilhafte Anordnung zur Durchführung des genannten Verfahrens besteht nach der Erfindung aus einer die zu übertragenden Signale liefernden Einrichtung, einem nachgeschalteten Wandler zur Umformung des jeweiligen Signals in positive und negative Impulse, einem ersten Kanal mit einem ersten Modulator, einem zweiten Kanal mit einem Umkehrverstärker und einem zweiten Modulator sowie einer mit den Ausgängen beider Modulatoren verbundenen Sendeanlage, ferner aus einer Empfangseinrichtung, die über einen, einen ersten Demodulator aufweisenden ersten Kanal direkt und über einen ebenfalls einen Demodulator aufweisenden zweiten Kanal über einen Umkehrverstärker mit einem Integrator verbunden istAccording to the invention, an advantageous arrangement for carrying out the method mentioned consists of a device delivering the signals to be transmitted, a downstream converter for conversion of the respective signal into positive and negative pulses, a first channel with a first modulator, a second channel with an inverting amplifier and a second modulator and one with the outputs both modulators connected transmission system, also from a receiving device, which has one, one First channel having a first demodulator directly and via a channel also having a demodulator second channel is connected to an integrator via an inverting amplifier

Alle Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung, in derAll details of the invention emerge from the following description in conjunction with the drawing in which

Fig. I ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung undFig. I is a block diagram of an arrangement for carrying out the method according to the invention and

F i g. 2 the to F i g. 1 show the associated pulse plan.

Eine Signale liefernde Einrichtung 1, beispielsweise ein Kommandorechner oder Meßwertgeber ist mit einem Wandler 2 verbunden, um ein zu übertragendes, in F i g. 2 dargestelltes Signal A in Impulse umzuformen, die die zeitlichen Änderungen dieses Signals, definiert nach Größe und Vorzeichen, verkörpern. Hierzu ist entsprechend der geforderten Übertragungsgenauigkeit der Amplitudenbereich des zu übertragenden Signals A in mehrere kleinere Bereiche AK unterteilt, wie dies in F i g. 2 oben dargestellt istA device 1 delivering signals, for example a command computer or transducer, is connected to a converter 2 in order to transmit a signal to be transmitted, as shown in FIG. The signal A shown in FIG. 2 is to be converted into pulses that embody the changes in this signal over time, defined in terms of magnitude and sign. For this purpose, according to the required transmission accuracy, the amplitude range of the signal A to be transmitted is divided into several smaller areas AK , as shown in FIG. 2 is shown above

Beim Oberschreiten der Grenzlinien g zwischen den 4/(-Bereichen löst das Signal A im Wandler 2 jeweils einen Impuls konstanter Amplitude und Dauer aus, der beim Anstieg des Signals positiv und beim Abfall negativ ist Es entsteht also eine Impulsfolge B der in Fig.2 dargestellten Art. Die Impulsdauer ist hierbei vorzugsweise so gewählt, daß beim größtmöglichen Anstieg des Signals A die Einzelimpulse sich lückenlos aneinander anschließen und einen Impuls mit der vielfachen Dauer der Einzelimpulse ergeben.At the top the limit lines g between the 4 / (- areas triggers the signal A in the converter 2 are each a pulse of constant amplitude and duration of which is positive at the rising of the signal and negative at the fall It creates a pulse sequence B in Figure 2 The type shown. The pulse duration is here preferably chosen so that with the greatest possible rise in signal A, the individual pulses follow one another without gaps and result in a pulse with a multiple of the duration of the individual pulses.

Dem Wandler 2 sind zwei einander entgegengesetzt gepolte Dioden 16 und 17 nachgeschaltet, welche die Eingänge für den Kanal I und den Kanal II bilden. Die positiven Impulse C(vergleiche F i g. 2) der Impulsfolge ß gelangen somit über die Diode 16 zu einem dem Kanal 1 zugeordneten Modulator 3. Die negativen Impulse werden über die Diode 17 einem Umkehrverstärker 4 des Kanals II zugeführt und gelangen nach Umkehrung ihrer Polarität als positive Impulse D ebenfalls zu einem Modulator 5. In F i g. 1 sind die Impulsfolgen entsprechend den in F i g. 2 gewählten Bezeichnungen an den entsprechenden Stellen des Blockschaltbildes eingezeichnet The converter 2 is followed by two oppositely polarized diodes 16 and 17, which form the inputs for channel I and channel II. The positive pulses C (see FIG. 2) of the pulse sequence β thus reach a modulator 3 assigned to channel 1 via diode 16 Polarity as positive pulses D also to a modulator 5. In F i g. 1 are the pulse trains corresponding to those in FIG. 2 selected designations are drawn in at the corresponding points in the block diagram

In den genannten Modulatoren 3 und 5 werden die positiven Impulsfolgen C und D moduliert und nach einem bekannten Verfahren einer in einem den Modulatoren nachgeschalteten Sender 6 erzeugten Sendefrequenz aufmoduliert Als besonders vorteilhaft hat sich eine Frequenzmodulation erwiesen. Ein Zeitmultiplex-Verfahren ist ebenfalls anwendbar.In the mentioned modulators 3 and 5, the positive pulse sequences C and D are modulated and, according to a known method, modulated onto a transmission frequency generated in a transmitter 6 connected downstream of the modulators. Frequency modulation has proven to be particularly advantageous. Time division multiplexing can also be used.

Das über eine Antenne 14 abgestrahlte Signal wird über eine Antenne 15 von einem Empfänger 7 empfangen und über eine hier nicht dargestellte Weiche einem Demodulator 8 eines Kanals Ii und einem Demodulator 9 eines Kanals H₂ zugeführtThe signal emitted via an antenna 14 is received by a receiver 7 via an antenna 15 and fed to _{a demodulator 8 of a channel Ii and a demodulator 9 of a channel H 2 via a switch (not shown here)}

Die den Demodulator 8 verlassenden (z. B. positiven) Impulse Ci (vergleiche Fig.2) gelangen zu einem Integrator 11. Die den Demodulator 9 verlassendenThe (e.g. positive) leaving the demodulator 8 Pulses Ci (see Fig. 2) arrive at a Integrator 11. Those leaving the demodulator 9

(z. B. ebenfalls positiven) Impulse D\ dagegen werden erst in einer Umkehrverstärkerstufe 10 in ihrer Polarität umgekehrt, ehe sie als (z. B. negative) Impulsfolge E der in Fig.2 dargestellten Art über den Kanal II2 zum Integrator 11 gelangen.On the other hand, (e.g., likewise positive) pulses D \ are only reversed in polarity in a reversing amplifier stage 10 before they reach the integrator 11 via channel II2 as a (e.g. negative) pulse sequence E of the type shown in FIG .

Im Integrator 11 entsteht in an sich bekannter Weise aus der Summe der Impulsfolgen Ci und E das dem ursprünglichen Signal A der Einrichtung 1 entsprechende Ausgangssignal F, wie dies in Fig.2, unten, schematisch dargestellt ist. In the integrator 11, in a manner known per se, the output signal F corresponding to the original signal A of the device 1 arises from the sum of the pulse sequences Ci and E , as is shown schematically in FIG.

Da im HF-Spektrum die Spektrallinien der beiden Kanäle I und II im gleichen Frequenzintervall liegen, wird ein Störer sowohl das Signal Ci als auch das den Demodulator 9 verlassende Signal Di in gleicher Weise verfälscht haben. Durch den Umkehrverstärker 10 wird jedoch das den Demodulator 9 verlassende Signal in seinem Vorzeichen umgekehrt, so daß die Summe derSince the spectral lines of the two channels I and II lie in the same frequency interval in the HF spectrum, becomes an interferer both the signal Ci and the den Demodulator 9 leaving signal Di in the same way have falsified. By the inverting amplifier 10, however, the signal leaving the demodulator 9 in reversed its sign, so that the sum of the

Interfering components at the input of the integrator 11 becomes zero. Changes in the output signal F compared

dem Ausgangssignal A hängen also lediglich von derthe output signal A depend only on the

Genauigkeit des Übertragungssystems ab, während gegnerische Störmaßnahmen auf die Form des Signals keinen Einfluß haben.Accuracy of the transmission system depends on the shape of the signal, while adversarial interferences have no influence.

For this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for the interference-free transmission of signals, in which only the temporal changes in the signal, defined by size and sign, are transmitted with the help of a positive and a negative pulse train, the positive pulse train via a first channel and the negative pulse train after reversing their Polarity are emitted via a second channel of a transmission system to a receiving station, in which they are again separated into a positive and a negative pulse sequence, characterized in that the signal in a known manner when passing through one of several predetermined amplitude ranges AK in the The steepness of its rise or fall, respectively, which embodies positive or negative pulses, namely of the same width and amplitude, is transformed and that the signal on the receiving side is recovered by integrating both pulse sequences together.

2. The method according to claim 1, characterized in that the RF spectrum of the transmission system Most of the spectral lines of the two channels lie in the same frequency range.

3. The method according to claim 1, characterized in that the pulse duration is chosen so that with the greatest possible increase in the signal to be transmitted, the individual impulses are seamless join together.