DE1762010A1 - Verfahren bzw.Einrichtung zur UEbertragung von Daten ueber Telefonleitungen - Google Patents

Description

DIPL.-INQ. GÜNTHER EISENFÜHR 2 1, 1, 70 ~ DIPL-INQ. DIETER K. 8 P E I 8 E R PATENTANWALTS 17w2vlO Neuanmeldung 28 BREMENI

•ORocftwf ibwumot-btr. ■ MILGO ELECTROmc (trinidao-haub)

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20. März 1968

MtTCNZtICHtN
ANMtLDtRNAMt:

UNB. ZtICHEN:

MILGO 3L3CTR0NIC CORPORATION, Miami, Staat Florida (V. St. A.)

Verfahren bzw. Sinrichtung jbut Übertragung von Daten über Telefonleitungen

Die Erfindung betrifft ein elektronisches digitales Datenübertragungssystem zur Übermittlung von Daten über normale, nicht angepaßte für die Stimmübertragung ausgelegte Telefonleitungen mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit. Insbesondere betrifft die f Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung sur Übertragung von Daten in digitaler Form mit außerordentlich hoher Wortübertragungsgeschwindigkeit über willkürlich gewählte Telefonleitungen der soeben genannten Art.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "normale, nicht angepaßte, für die Stimmübertragung ausgelegte Telefonleitung" jeweils ein nicht angepaßtes oder nicht kompensiertes Telefon-

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leitungsnetz« in welchem durch gebräuchliche Schaltmittel der Telefon-rählvermittlungetechnik Verbindungen gewählt werden kennen. Eigenschaften derartiger Leitungsnetze Bind beispielsweise in der Druckschrift ¹¹BeIl System Technical Journal", Mai I960, beschrieben.

Unter dem Auedruck "Variable Anpassung" wird im folgenden die Übliche Verbesserung der Eigenschaften einer Leitung hinsichtlich der Amplitudendämpfung und der Phasenverzögerung mittels eines einstellbaren Gerätes verstanden, derart» daß die resultierenden, P gemeinsamen Eigenschaften dar betreffenden Leitung und des jeweils für die Anpassung, Kompensation oder Abgleichung verwendeten Gerätes für einen weiten Frequenzbereich konstant sind.

Als relative Amplitudendämpfungs- und Phaeenverzttgerungs-Eigenschaften eines Durchschnittes aus einer Vielzahl unangepaBter Telefonleitungen für die Stimm-Übertragung jeweils innerhalb eines eohmalen Durchlaß band θ a werden jeweils die algebraischen Mittelwerte der relativen Amplitudendämpfungscharakteristiken (in decibel) und der algebraische Mittelwert der relativen FhaeenversOgerungscharakteristiken (in " Sekunden) von einer groBen Anzahl normaler, nicht angepaßter Telefonleitungen für die Stimmübertragung innerhalb eines schmalen Durchlafibandes bezeichnet, wie in der oben erwähnten Druckschrift "Bell System Technical Journal** ausgeführt ist.

An der Übertragung digitaler Informationen über Telefonleitungen zur StimmUbertragung und Über entsprechende Netae wird bereits*seit mehr als 10 Jahren gearbeitet. Hierbei sind verschiedene Wege beschritten worden, wobei WortUbertragungsgeschwlndig-

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ketten wtlt über 2 400 Bits je Bekunde erreicht wurden. I« allgemeinen erfordern dlsee hohen Datenübertragungegeschwindigkeiten gewöhnlich «ine individuelle Sine teilung der Leltungsabetimsumg, welohe auch als LeitungsanpASSung bezeichnet wird» um die Amplitudendämpfunge- und Phasenverzögerungecharakterietiken bei den verwendeten Frequenzen beherrschen xu können. Be befinden sich mehrere Geräte auf dem Markt, welche ale Qeräte gur variablen Leitungeanpaeeung bezeichnet werden können. Qeräte dieser Art besitzen viele Einstellknöpfe zur Erzeugung einer solchen Einstellung, daS die Amplitudendämpfungs- und Phasenversögerungscharakterietiken λ

der Modulationsumhüllenden hineichtlioh der iunaaia* gesetzten Baueinheit aus Leitung und Anpassungsgerät für einen weiten Frequensbereioh konstant werden. Mit Hilfe derartiger variabler Anpassungsgerttte kann die Bandbreite eines Telefon-ttbertragungekanalee für einen Frequenzbereich von 2 500 Hs ausgelegt werden. Bei einer solchen Bandbreite können 2 400 Bits je Sekunde, 3 600 Bits je Sekunde odsr sogar 4 300 Bits je Sekunde Übertragen werden.

Variable Anpaseungageräte sind jedoch in erster Linie koetspielig und erfordern ausgebildetes Bedienungspersonal, Auch eine geübte Bedienungsperson wird über eine Stunde sur Erzeugung einer sufriedenstsllenden Anpassung einer bestimmten Leitung benötigen. Um ferner sicherzustellen, daS die Leitung tatsächlich gut angepaßt ist, sind zusätzliche Prüfeinrichtungen notwendig, um die Gesamtcharakteristik nach der Angleichung kontrollieren cu können. Diese Anpassung muß für den Betrieb jedesmal dann vorgenommen werden, wenn die Binrichtung in ein Hetz oder eine Leitung gelegt wird, welche für die Übertragung alt solch hohen

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Wortubertragungegeechwindigkeiten ausgewählt worden let.

Di· Unannehmlichkeit der Verwendung von eineteilbaren bzw. variablen Anpaeeungsgerttten hat bisher verhindert, daO Daten mit hoher übertragungsgeschwindigkeit Über normale Wählvermittlunge-Telefonkanäle Übermittelt worden Bind. Bei jedem Wählvorgang enteprechead e^ner bestimmten Nummer erhält man auf Grund der Tätigkeit der automatischen Telefon-Wählvermittlungseiiirichtungen eine jeweils unterschiedliche Leitungekombination. Se ist daher praktisch nicht suträglich, beträchtliche Zeit auf die Anpassung einer Leitung Jede seal dann zu verwenden, wenn Daten Übertragen »erden sollen.

Man hat daher in neuerer Zeit viel Arbelt darauf verwendet, ein eelbattätlge« Anpaeeungegerät su entwickeln, welches, eobald Daten übertragen werden sollen, eine automatische Angleichung der Leitung vornimmt. Gegenwärtig sind jedoch noch keine zufriedeneteilend arbeitenden Geräte auf dem Markt. Darüberhinaus sind derartige Geräte für den allgemeinen Gebrauch su kostspielig.

Gegenwärtig erreicht eine Modulator-Demodulator· einheit zur Datenübertragung, welche Über eine unangepaBte, durch Wählvermittlung ausgewählte Telefonleitung arbeitet und einige Zuverläeeigkeit aufweiet, eine höchste WortÜbertragungegeeohwindigkelt von 600 Bits je Sekunde.

Wie vorstehend aufgezeigt wurde, liegt dem Stande der Technik auf diesem, Gebiete und der .neueren entwicklung der Gedanke zugrunde, mittele autometiecher oder von Hand betätigter AngleicJ^mgegeräte die Jeweilige Telefonleitung individuell ansupaesen, eobald

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B BAD OWGlNAL Daten übertragen werden sollen.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst »erden, eine Modulatione-DeeodulRtioneeinh^it fUr die Det«n~ Übertragung su schaffen, welche Daten mit hoher Wortgesohwindigkeit (beispielsweise 2 400 Bit» je Sekunde) über normale, durch wählvermittlung geschaltete Telefonleitungen übermittelt, welche jeweils unterschiedliche relative Amplitudendämpfungscharakteristik und Phasenversögerungscharakteristik aufweisen, ohne dad veränderbare, automatische oder in anderer Weise betätigte Anpassungsgeräte benötigt werden* . Λ

Der Erfindung liegt die Erkenntnis sugrunde, daß bei einer geeigneten Beschränkung der Bandbreite der si übertragenden Signale in der nachfolgend beschrie benen v/ei se sämtliche Leitungen innerhalb dieser Bandbreite im wesentlichen gleich su sein scheinen. Äie meisten Ttelefonleitungen haben an sich nicht die gewünschten Charakteristiken, da sie jedoch innerhalb eines ausgewählten echmalen Bandes, wie nachfolgend noch erläutert wird, annähernd gleich sind, ist es mittels eine8 unveränderlichen Anpassungsgerätes möglich, sämtliche Leitungen im wesentlichen in gleicher Weise für die Übertragung digitaler Informationsdaten |

mit hoher Wortgeschwindigkeit geeignet su machen und fast alle Leitungen verhalten sioh dann wie phaaenlinaare Bandpaßfilter mit jeweils bekanntem Ansprechverhalten ungeachtet einer Veränderung ewisehen den βinaeinen Leitungen. In gewisser Weise kann da· erfindungsgemäSe Verfahren b»w. die erfindungsgemaBe Einrichtung als eine Anpassung der Signalfom sur übertragbarkeil; über eine nioht abgeglichen· Leitung durch geeignete Einschränkung des Signalepektrum· und nicht als eine gebräuchliche Anpassung einer Leitung ^

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an das Signal betrachtet werden, wobei die Beschränkung des Signalepektrums derart erfolgt, dafl innerhalb des betreffenden Durchlaflbandes sämtliche Leitungen gleich zu sein scheinen.

Die obengenannte Aufgabe wird erfindungsgemäO durch ein Verfahren zur Übertragung von Daten in digitaler Form über eine Informations-Übertragungsetrecke gelöst, welche einen Sender, einen Smpfänger und einen Signalübertragungekanal aufweist und das erfindungsgemäöa Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß nach Verbindung des Senders mit dem Smpfänger über den Signalübertragungskanal vom Sender eine Träger-Bchwingung der Frequenz f_Q mit eines vorbestimmten Modulationsintervall T abgegeben wird» daß die Trägerschwingung entsprechend Sämtlichen, während des Modulationsintervalls su Übertragenden digitalen Daten moduliert wird und daß die modulierte Träger-Bchwingung für die Sendung Über den Signalübertragungekanal einem Bandbegrenzungevorgang untersogen wird, derart, daß das Durchlaßband einen Umfang von

— Hz und eine Mittelfrequenz von f. hat.

T °

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Kompensation eines Systems untereinander verschiedener Telefonleitungen hinsichtlich der Verzögerungscharakteristik geschaffen, wobei auch Veränderungen an den verschiedenen installierten Einrichtungen dee Telefonleitungssyeterns mitberUcksichtigt werden, indem der Mittelwert einer Vielzahl von Angleichungsbedingungen innerhalb einer begrenzten Bandbreite erfüllt wird, welch letztere eine ganz bestimmte Beziehung zu dem verwendeten Modulationsintervall hat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch 009815/1166

dahingehend verstanden werden, dai fUr eine gegebene Bandbreite eine« übertragungaknnalae ein· maximale Bit-ttaertrag\mgegeeeh»ln&lfkelt ersielt werden »oll.

Die Erfindung e rub* glicht ferner «ine glelohaeitige Übertretung sowohl von digital modulierten Signalen als auch von Stimm- oder Fernechreibaignalen über eine gemeinsame Telafonleltung.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben eich aue der folgenden Beschreibung in Verbindung alt den beillegenden Zeichnungen. In diesen stellen dart

Figur 1 Figur 2 Figur 3 Figur 4

ein Blockachaltbild eines Syβteas sur Übertragung digitaler Dateninformationen aur Erläuterung der weeentllohen Merkaale der !Erfindung,

ein mit einer rechteckwellenförmigen Umhüllenden moduliertes Trägereignal unter Verwendung eines ISodulationaintervalls T,

ein· typlsohe angestrebte Wiedergabe des Signale· nach Figur 2 nach Durchlauf durch •inen geeigneten Bandbegrenxungefliter,

eine Form der Wiedergabe de· Signal·· bei su schmaler Bandbreite,

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BAD ORIGINAL Figur 5 tin· Font Aar tl^aergabe 4M

Signal·· ImI grofer Baa4-breit· ohne

Figur 6 «in· Fora tar l>*4e*§aaa. A··

Signal·· bei grater Bbrete ait etarker TeraJlgenig· verzerrung,

Figur 7 ein· Fora der Wiedergab· 4··

Signal·· aa Auegang «in·· geeigneten Bandbegrenaungefilter« b«i einea Modulationeinteryall gröÄer als T,

Figur 8 ein typieohee 1 700 He-trag*r-

elgnal, aaloaa· la aoht Stufen phaaeaoodiert »ird.

Figur 9 jeweile la den Xellen a ble 4

die elnseln«a 81gaalkoaponen* ten «ur übertragung von Zablwurtera enteyreohand Figur 8 und la lelle · dae ■ueeaaengeeetete Signal Jeweile aaoa Durchgang «urea einen abaa«nlia«araa Ban4*- paflfliter, deeeen Durchlalband beiepielevelee van 1 100 Ba bl· 2 100 Ha reicht und beiepieleweiee eine iOttelfr«queaa von 1 700 Ba baaltat.

Figur 10 ein Bleolcachalttaild eine« «ur

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Figur ti

Figur 12 Figur 13 Figur 14

Figur 15 Verwendung in de« erfindung·- geaaSen übertragungssystem geeigneten Sender·,

•in Blockschaltbild ein·· nur Verwendung in d« erf indungegeaäBen übertragungssystem geeigneten Etapfttngera,

in· einsein· gehende Blocksohaltbilder ein·· Phasendetektor· und ein·· DatsnumMtsar·, wie ·1· in dem erf indungegeaäten System verwendet werden können,

•In Zeigerdiagram« von vier erzeugten Beiugselgnalen aus der 9chaltung nach Figur 12 und von acht Beglichen, durch dl· Decodierungeeinrichtung feetsteilbaren Signalen«

•in d«tailierte« Schaltbild de· in Figur 10 geseigten, zur Uaeetsung von Daten in Impale· dienenden Oodiergerätee und

ein detailierte· Schaltbild des in Figur 12 geseigten Datenumeetser·.

Die arundsUge der Erfindung laeaen eloh besonder« gut anhand de· Blockschaltbildes von Figur 1 der Zeiohnungvn erläutern· Daten werden in digital·** Form von einer

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nicht dargestellten Dateninformationequelle einen digitalen Modulator 1 zugeführt. Der digitale Modulator 1 kann ein Phasenwinkel-Hodulator (beispieleweise sur Phasen- und/oder Frequenzmodulation) oder aber» unter bestimmten Einschränkungen, ein Amplitudenmodulator sein. Bio von den Modulator t abgegebenen, digital modulierten Signale werden in einem BandpaQ-filter 2 mit schmalem DurchlaBband hinsichtlich des Frequenzbandes begrenzt und Über ein unveränderliches Angleichungsgerät 3 einer willkürlich und zufällig wählbaren, normalen, unangepaßten Telefonleitung zur Stimmubertragung einer durch daa Blocksymbol 4 dargestellten Leitungsgruppe zugeführt. Ee versteht sich, daß derartige Leitungen Wechselleitungen, Fernleitungen und Nahverkehreleitungen enthalten können * und die jeweils auegewählte Leitung kann eine von vielen verschiedenen und unterschiedlichen Obertragungskanälen sein. So können beispielsweise die Leitungen 6-1, 6-2 ... 6-n durch an Ort befindliche Telefon Schaltmittel ausgewählt werden und eine der Leitungen 7-1, 7-2 ... 7-n wird für Ferngespräche mittels Fern-Telefonwählvermittlungseinrichtungen ausgewählt. Jeder der LeitungszUge 6 kann mit jeder der Leitungen verbunden werden, so daß sich in der beschriebenen Weise eine vollständige Übertragungsleitung ergibt. Jede Kombination von Leitungeabschnitten bzw. Leitungsteilen ergibt demgemäß hineichtlich der Gesamtleitung eine unterschiedliche Charakteristik der relativen Amplitudendämpfung und der Phasenverzögerung und es versteht sich daher« daß es reiner Zufall wäre, wenn für aufeinanderfolgende Gespräche dieselbe Leitung ausgewählt würde.

Auf der Enpfangseeite der Modulator-Demodulatoreinheit wird das empfangene Signal vorsugeweiee über einen weiteren Bandpaöfilter'8 mit schmalem Durchladband

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einem geeigneten Demodulator 9 sugefUhrt. Das gewünschte schmale Durchlaflband kann durch ein die Filter 2 und 8 in sioh vereinigende· Gerät erreicht werden, welches entweder im 2mpfangsteil oder la Senderteil dar Modulator-Demodulatoreinheit angeordnet ist. Vorzugsweise werden jedoch sowohl der Filter 2 als auch der Filter 8 verwendet und die·· Filter haben jeweils ein Durchlaßband von weniger al· 1 000 Bs. Die Filter sind phaaenkorrigiert (wie weiter unten näher ausgeführt wird), so daß die Bandpaßfilter ein lineares Phasenverhalten haben. Ferner kann dae unveränderliche Anpassungsgerät 3 im Senderteil

und/oder im Smpfängerteil der Modulator-Demodulator- j

einheit angeordnet sein. Vorzugsweise ist das unver- *

änderllche Anpaseungsgerät 3 jedoch im Senderteil der genannten Einheit angeordnet.

Zum besseren Verständnis der Zusammenhange bei der Erläuterung der Erfindung sei ein in Figur 2 dargestellter trägerfrequenter Impuls 10 betrachtet, welcher eine Dauer von T-Seirunden habe. Die Tragerfre quens dieses Signales sei f und das Uodulationsintervall sei T Sekunden. Dieses Signal kann nun Über viele verschiedene Bandpaöfilter geleitet werden, um featausteilen, welches die notwendige und hinreichende Bandbreite ist, um die in Figur 3 dargestellte |

Wiedergabe su erhalten.

Die Wellenform in Figur 3 der Zeichnungen selgt nun die notwendige und ausreichende Form des Wiedergabesignales, welchem sich alle Informationen entnehmen lassen und eine derartige Wiedergabeform wird bei dem erfindungsgemä3en Verfahren verwendet. Bin erstes wesentliches ilerkrnal dieser erwünschten Wellenform 1st es, daß die Umhüllende Ihren Scheitel in der Mitte des Iuodulationsinterval>es T besitzt und daß die

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Amplitude der Umhüllenden in der Mitte der benachbarten Modulationeintervalle au ffull wird. Die Moduletioneumhüllenda eoll au beiden Saiten dee Scheitele der Umhüllenden in der dargeetellten Weiee eyametriech verlaufen. Ein aweitee weeentlichee lerkmal iat ββ, daß die Frequenz das Trägere innerhalb dee Modulationaintervallee T im weeentlichen dieselbe wie die ursprüngliche Ej nganga-Trägarfroquona f gemäß Figur 2 der Zeichnungen sein soll. Ale drittee Merkmal iet zu nennen» daß der Phasenwinkel der Träger-Sinuawelle in der JJitte dta Modulationaintervallee im wesentlichen mit demjenigen dea Bingangaaignalea nach Figur 2 der Zeichnungen übereinstimmen eoll. Sind die Phasenwinkel jedoch nicht gleich« ao aollen aie sich um einen konstanten Winkel unterscheiden, ao daB beispielweise bei einer Änderung dea Phasenwinkel* am Eingang um 45° der Phasenwinkel dee Auegangeeignales in der Mitte des tfodulationaintervallee ebenfalls um gleiche 45° geändert wird.

Das Ergebnis analytischer und experimenteller Untersuchungen läßt die folgenden Gesetzmäßigkeiten erkennen :

1) Wird das in Figur 2 der Zeichnungen dargestellte Signal Über einen Bandpaßfilter geleitet, deeeen Durchlaß-Bandbreite, nachfolgend einfach ale Bandbreite bezeichnet, 1/T Hz beträgt, wobei die Mittelfrequenz f_Q, also der Trägerfrequenz gleich ist und wenn dae Phasenverhalten innerhalb des Durchlaßbandes im wesentlichen linear ist, eo erfüllt die Signalwiedergabe am Auegang dee Filtere alle drei im Zusammenhang mit Figur 3 der Zeichnungen erläuterten Forderungen·

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2) Wird die Bandbreite des Filters schmaler ale 1/Τ Hs gemacht, während die übrigen Eigenschaften beibehalten, werden» fto niaot die Scheitelhöhe der UodulationeumhUllenden ab und die Bauer des Wiedergabesignalee sieht sich auseinander, wie der Wellenform nach Figur 4 der Zeichnungen zu entnehmen ist. Die Amplitude wird jedoch nicht in der Mitte der benachbarten Modulationsintervalle zu Null.

3) Wird die Bandbreiie des Filters größer als 1/T Hz gemacht, während die Übrigen Eigenschaften beibehalten werden, so nähert sich die Form des Wiedergabesignales derjenigen des ursprünglichen Eingangseignales. Das Wieder* gabesignal eines solchen breitbandigen Filters ist in Figur 5 der Zeichnungen angedeutet« In der Mitte dea Modulatlonsintervalles T sind die Wiedergabekurven gemäß Figur 5 und Figur der Zeichnungen im wesentlichen gleich und in der Mitte der benachbarten Modulationeintervalle erreicht die Amplitude den Wert Null. Aufgrund der Tatsache, daß größere Bandbreiten zu einer Wiedergabe führen, die dem Ursprung« liehen Signal ähnlicher ist, geht man allgemein davon aus, daß die Wiedergabe umso besser ist, je größer die Bandbreite ist. Eine größere Bandbreite führt tatsächlich zu besseren Ergebnissen, wenn man das Dämpfung*- maß und das Phasenmaß der betreffenden Übertragungsleitung für alle Sohaltungsfälle auf einem bestimmten Wert halten könnte. Dies ist auch der Grund, warum nach dem Stande der Technik: versucht wird» wie oben bereite erwähnt» kostspielige automatische Leitungs-Anpaeaungegeräte zu schaffen. 1st das Dämpfungsmaß und

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da« Phasenmaß nicht für da« geseilte Durch* laflband geeignet, eo wird dae Wiedergabe« eignal verzerrt, wie Figur 6 der Zeichnungen zeigt. Venn nun die Obertragungeeigenechaften der Leitung innerhalb der Bandbreite τοη 1/T Hz gut, jedoch außerhalb dieeee Bereiches schlecht sind, so iat ee besser, nur eine Bandbreite von 1/T Hb zu Übertragen und eine Ausgangskurvenforn nach Figur 5 der Zeichnungen zu erhalten als eine größere Bandbreite Übertragen zu wollen und dabei wichtige Merkmale der Wiedergabekurve su verlieren. Wie eich weiter unten noch ergibt, sind es die obengenannten drei Merkmale, welche es ermöglichen, daß im Empfänger die gesendeten Informationen von dem empfangenen Signal abgeleitet und wiedergewonnen werden können.

4) Wird der Filter wie im Falle 1) belassen und dae Modulationsintervall des Eingängesignales auf eine Zeitdauer, welche größer als T ist, vergrößert, eo hat das Ausgangesignal des Filters die in Figur 7 der Zeichnungen gezeigte Gestalt. Die Mojdulationeumhüllende sieht eich in die Länge, ohne dad die Amplitude bedeutend größer wird, so dae sich eine Wellenform ergibt, die derjenigen der Umhüllenden von Figur 5 ähnlich let, jedoch zeitlich in die Länge gezogen ist.

5) Wird bei Verwendung desselben Filtere wie la Falle 1) der Uodulationsintervall unter den Wert T verkleinert, so hat die Auegangswelle eine Oestalt ähnlich Figur 3 der Zeichnungen, jedoch mit der Ausnahme, daß die Amplitude des Wiedergabesignale» in demselben Verhältnis abnimmt. Wird beispielsweise das

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Modulationsintervall auf T/3 verkleinert, so let dia Amplitude dee fiedergabeeignalee nur ein Drittel von derjenigen τοη Figur 3 der Zeichnungen.

6) Wird eine Impulsspannung mit einer Dauer von T/100 und einer Amplitude von dem Zehnfachen des Signalepannungepegela in den Filter deβ Falles 1) eingegeben, eo Bälgt die Ausgangswelle eine Geatalt entepreohend Figur 3 der Zeichnungen, jedoch beträgt die Amplitude nur ein Zehntel (10/100). Ein solcher Irnpula kann als modulierter Trägerlmpuls betrachtet werden, ä dessen Dauer T/100 beträgt und deasen Amplitude der Schaltelapaxmung entapricht. Da also die Amplitude daa Zehnfache der Amplitude dea Signalee nach Fall 1) ist, beträgt die Amplitude dea Wiedergabealgnalea 10/100, d. h. nur ein Zehntel. Bei den meieten Telefonleitungen let der rma-Rauachpegel verhältnismäßig niedrig. Häufig angetroffene Störeignale haben im allgemeinen die Form impulaartiger Störungen.

7) Unter der Annahme jeweils gleicher Filter lat die Auaganga-Signalamplitude direkt proportio- f nal tür Amplitude des Eingangeeignalea.

Die Anwendung der oben dargelegten Gedanken wird nun am Beispiel eines DatenUbertragungaproblemea gezeigt. Die Erfindung wird unter Zugrundelegung einer bestimmten Wortübertragungegeschwindigkeit von 2 400 Bita je Sekunde betrachtet, wobei untersucht wird, wie die Sendung und der Empfang über einen normalen Telefon« Ubertragungak^nal vor aich geht. Dieselben Orundaätee und Begründungen gelten jedoch auch für andere Wort-

übertragungsgeachwindigkeiten und entspreoha^Lin 009815/1166

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- 16 ihrer Bandbreite begrenzte Übertragungakanäle.

Dae hier abgehandelte Beispiel besteht in de· Problem, 2 400 Bite je Sekunde als Serieninformation über einen normalen Telefonleitungekanal su übertragen. Bm Detenmodulator werden 2 400 Bite je Sekunde al· binäre Daten in Serienform (Folgen von "1" und "O" wie beispielsweise 11OOO1OOO1OO11 usw.) zusammen mit einem 2400 Hs-Zeitzeichen zugeführt. Der Modulator hat die Aufgabe» diese Information in. eine andere Form von elektrischen Signalen umzusetzen, welche Über eine Telefonleitung Übertragen werden können. Die Aufgabe dee Demodulators j) besteht darin, die übertragenen Signale zu empfangen und sie wieder in die ursprüngliche Serienanordnung binärer Daten zurJokzuverwandeln, wobei die richtige Geschwindigkeit einzuhalten let und «ine minimale Zahl von Bit-Fehlern gewährleistet sein soll.

Da die WortUbertragungsgeschwindigkeit 2 400 Bits je Sekunde beträgt, ist die Dauer eines jeden Bits 4Π Mlkroeekunden (0,000417 Sekunden). Um eine Trägerwelle mit einem Hodulationaintervall von 417 Hikro-Sekunden Übertragen zu können, muß eine Bandbreite vorgesehen sein, die nach den oben angestellten theoretischen Überlegungen notwendig und hinreichend W 2 400 Hz (1/0,000417 =· 2 400) beträgt.

Eine Bandbreite von 2 400 Hz ist ohne die Verwendung eines variablen Anpaasungegerätee bei normalen Telefonkanälen nicht zu erreichen. Bei jeder normalen, nicht angepaßten Telefonleitung würde ein Signal mit einer Bandbreite von 2 400 Hs eine Amplitudenveränderung von über 15 db und-eine Verzögerung der ModulationaumhUllenden von über 2 Millisekunden erleiden, was jedoch nicht suläeeig ist.

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Werden einem üodulationsintervall zwei Informatione-Datenwürter zugeordnet, so ergibt sich ein Modulationsintervall von 833 Hikrosekunden und die notwendig· Bandbreite wäre in diesem Falle 1 200 Hz. Sine Bandbreite von 1 200 Hz, welche bei einer normalen Telefon leitung unter besten Leitungebedingungen manchmal angetroffen wird, ermöglicht immerhin eine Dat enübertragung ohne Anpassung. In den meisten Fällen ist jedoch eine Anpassung erforderlich. Die Änderungen der Leitungsbedingungen bei einer Bandbreite von 1 200 Hz sind so groß, daß die Verwendung eines einzigen unveränderlichen Anpassungsgerätes nicht möglich ist, welches den Betrieb des Modulator-Deraodulatoreysterns in Verbindung mit den meisten Leitungekombinationon möglich machen würde. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß immer noch ein veränderbares Anpassungegerät erforderlich ist. Im genannten günstigsten Falle von 1 200 Hz-Bandbreite hat die gebräuchliche Wählvermittlungsleitung eine Amplitudendämpfung von über 10 db und eine Fhasenverzögerung der Modulationsumhüllenden von über 1 Millisekunde aufzuweisen.

,'.'erden jedoch drei Datenwörter einem Uodulationsintervall zugeordnet, so ergibt sich ein Modulationsintervall von 1 250 Mikroeekunden und die notwendige Bandbreite ist arfindungsgemäB 800 Hs. Eine Bandbreite von 800 Hz mit einer Hittelfrequenz von

1 700 Hs, d. h., eine Bandbreit· von 1 3JO Hs bis

2 100 liz ergibt gut· und zuverlässig· Übertragungeeigenschaften. Diese Bandbreite führt su einer mittleren Verzögerungscharakteristik mit U-förmiger Einhüllender, wobei im DurchlaBband die Verzögerung nur 200 Mikroaekunden beträgt, während die Amplitude linear abfällt und der mittlere Abfall 5 db je 800 Hz v&trägt. Mit einem unveränderlichen Abgleichungegerät, dessen Amplitudendämpfungscherakteristik einen Anstieg

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von 5 db von 1 300 Us bis 2 100 Hs und dessen Charakteristik der relativen Verärgerung der UmhUllenden eine Gestalt aufweist, die eines umgekehrten (oder komplementären) U-Profil alt einen Scheitel von 200 Mikrosekundsn entspricht, können die in allgemeinen unangepaBten Telefonleitungen but Stimm-Übertragung derart abgeglichen werden, daß sie Änderungen der Amplitudendämpfung von etwa unter 2db und änderungen der Verzögerung der Umhüllenden von etwa unter 200 Mikroeekunden innerhalb eines Frequenzbereiches von 1 300 Hs bis 2 100 Mz besitzen. Außerhalb dieses Bereiches ändern sich die

W Charakteristiken selbstverständlich in vollständig unvorhersehbarer Weise. Sin 1 700 Hs-Trägsrimptile von 1 250 Hikrosekundsn Sauer, wie er in Figur 2 der Zeichnungen dargestellt ist, hat sin Snsrgisspektrum, welches einen weiten Frequenzbereich umspannt und wenn ein solches Signal über eine normale Telefonleitung tibertragen wird, so wird die V eilenform in typischer Weiss verzerrt, wie diee in Figur 5 wiedergegeben ist, obwohl die betreffende Leitung bei einer Bandbreite von 800 Hz eine zufrieden-θteilende Signalwiedergabe besitzt. Was also zu der Verzerrung des Signales führt, sind die außerhalb

_B dieser Bandbreite gelegenen, unnötigen Signalkomponenten, welche jeweils zur falschen Zeit und mit regelwidriger Amplitude durch die Leitung hindurchgelangen.

Durch Begrenzung des Bandes des Signales und durch Zurückhaltung aller an sich unnötigen Signalkomponenten und Übertragung nur eines 800 Hz-Bandes von 1 300 Hs bis 2 100 Ha wird eine Form der Signalwelle erzeugt» wie sie in Figur 3 gezeigt ist. Bsi dsm Verfahren der Bandbegrenzung ist jedoch mit einiger Vorsicht vorzugehen. Eis ist zwar nicht schwierig, einen Bandpaßfilter mit einem symmetrisch zuMem 1 700 Hz-Punkt gelegenen Durchlaßband von 800 Hz su bauen. 009815/1166

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Der Filter führt jedoch Im allgemeinen eine beträchtliche Verzögerungaverzerrung ein. Eb wurde gefunden, daQ se besser ist, nicht notwendige Signalkomponenten, welche außerhalb des gewählten schmalen DurchlaQbandea liegen, soweit wie möglich auszuscheiden. 2ine erhöhte Ausfilterung von auQerhalb des DurchlaObandes gelegenen Signalkomponenten hat jedoch eine erhöhte Verzögorungeverzarrung zur Folge. Beispielsweise wsist ein bekannter Chebyshev-Bandpaßfilter mit einem Durchlaßband von 800 Hz eine Änderung der Verzögerung von immerhin 1 Millisekunde auf. Dies ist ein schlechterer v.ert, als eben eine Telefonleitung aufweist.

ErfindungsgemäQ findet jedoch ein unveränderlicher Filter Anwendung und demzufolge liegt auch die zusätzliche Verzögerung des Filters fest und kann durch Hinzunahme eines einer festliegenden Verzögerung entsprechenden Korrekturnetzwerkes ausgeglichen werden, bis die durch den Filter verursachte Verzögerungeveränderung so klein wird, wie dies gewünscht wird. Bandpaßfilter mit linearem Phasenverhalten sind unter anderem in folgender Literatur beschrieben:

H. Nyquist Phase Compensating Network, U.S. Patent 1 770 422, 15. Juli 1930; S. Y. Whang Electrical Filter Consisting of Frequency Discriminating Section Concatenated With All-Pass Complementary Phase Correcting Section, U.S. Patent 3 122 716, 25. Februar 1964; R. M. Lerner Band-Pass Filters with Linear Phase Proceedings of the IEEE, Seiten 249-268, lfara 1964.

Hersteller von Filtern haben RechanaaechinanprograaM entwickelt, um für eine beliebige gegebene Ver»ög*runge

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verzerrung bei einem bestimmten Leitungszustend ein Verzögerungskorrekturnetzwerk berechnen zu können.

Hit Hilfe eines hinsichtlich des Verzbgerungsverhaltens kompensierten BandpaQfilters kann erreicht werden, daQ sämtliche Telefonübertragungekanäle im obigen Sinne gleich zu eein scheinen· Filter der hler betrachteten Art haben eine geringere Bandbreite als die meisten Telefonleitungen, sie haben jedoch den Vorteil, daQ innerhalb der Grenzen des DurchlaQbandes alle Leitungen einander sehr genau gleichen und die hierbei eingeführte zusätzliche Versugerungsverzerrung wird zusammen mit der konstanten Kompensation hinsichtlich der durchschnittlichen Leitungecharakteristik ebenfalls mit unveränderlichen Mitteln kompensiert. In dem Übertragungskanal befinden eich daher keine unbestimmten Schaltungselemente und bei Verwendung dee beschriebenen, unveränderlichen Angleichungegerätes erzeugen alle Leitungen eine aufriedensteilende Wellenform der Wiedergebe, wenn über sie modulierte Trägerimpulse von etwa 1 700 He Trägerfrequenz und einer Dauer von 1 250 HikroBekunden übertragen werden.

Die Verwendung eines unveränderlichen, hinsichtlich seines Verzögerungsverhaltene kompensierten BandpaQfilters mit schmalem DurchlaQband zu dem Zwecke, sämtliche Telefonleitungen annähernd gleich und für die angegebenen Zwecke brauchbar erscheinen zu lassen, so daß für hohe Wortubertragungsgeschwindigkeiten ein veränderlicher Angleicher in Wegfall kommt, ist ein ganz wesentliches Merkmal der Erfindung.

Da also wirkungsmäQig die durch einen Wählvorgang ausgewählten im Verkehr anzutreffenden Telefonleitungekanäle einem phasenlinearen 800 Hz-Bandpaflfilter su gleichen scheinen» kann nachfolgend ein geonu auegebildetes Datennodulations- und Demodulationesystem

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- ill -

angegeben werden, welches Über den genannten brauchbaren Bandpaßfilter mit hohen Wortübertragungegeschwindlgkeiten betrieben wird, wobei eine Phasenwinkelmodulation zur Anwendung kommt und die Modulationsintervalle in Besiehung sum DurchlaBbandbereich stehen»

In einem Modulationsintervall werden jeweils drei Bits zusammengefaßt, um die erforderliche Bandbreite auf 800 Hz zu begrenzen, entsprechend einer Signal-Ubertragungsgeschwindigkeit von 800 Signalen je Sekunde. Drei aufeinanderfolgende binäre Datenbits können acht verschiedene Kombinationen bilden, nämlich 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 und 111. Dies {

bedeutet, daß jedes Modulationsintervall in der Lage sein muß, acht verschiedene Nachrichten oder Informationswerte zu Übertragen. Beispielsweise kann der Trägerimpuls mit acht verschiedenen Amplituden erzeugt werden und jede der verschiedenen Amplituden kann einem bestimmten, aus drei Bits bestehenden Informationswort zugeordnet werden. Da der Scheitel des Wiedergabesignales in der Mitte des Modulations· Intervalls proportional zur Amplitude des Eingangssignales ist und da in dem Wiedergabesignal die Amplituden in der Mitte der jeweils benachbarten Modulationsintervalle zu Null werden, kann im

Empfänger durch Untersuchung der Amplitude der '

Modulationsumhüllendsn in der Mitte eines Modulationsintervalles eine Decodierung der übertragenen Information vorgenommen werden. Der Empfänger mud derart ausgebildet werden, daß er feststellen kann, welohes die Scheitelamplitude ist und welche Amplitudenschritte für ein Ubertragungswort erforderlich sind, un empfangsseitig eine einwandfreie Entschlüsselung vorzunehmen. Unglücklicherweise treten auf Telefonleitungen unvorhersehbare Amplitudenänderungen sowohl langanhaltender als auch kurzzeitiger Art auf. Diese Aaplitudenänderungen können die Empfängerabetiiaaung xeretören "^¹IA_n fjⁱⁿ§ J ahle^hiif *;ü Decodierung verursachen.

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Aus diesen Gründen ist eine Amplitudenmodulation nicht vollständig sufriedenstellsnd und slns Phasenwinkelmodulation ist daher vorsusiehen. Im folgenden ist daher eine differential· Phasenmodulation al· Beispiel beechrieben, obwohl auch slns rreqosnseodulation odsr andere Formen einer verechlUsssltsn Phasenmodulation cur Anwendung kommen kennen.

Die bei einer AusfUhrungsform der Srfindung verwendete Technik ist eine differential· Acht-Phasen-Modulation. Die acht verechiedenen Informationswerte werden in Form von acht verechiedenen Phasenuntsrschieden «wischen jeder jeweils neu gewählten Phase der Trägerechwingung einerseits und der Phase während des voraus gegangenen Modulationeintervalls andererseits codiert. Die Frequens der Trägerschwingung ist fur alls Phasen gleich und beträgt beispielswelee 1 700 Hs. Die acht verechiedenen Grüßen der Phasenverschiebung sind Null und Vielfache von 45° entsprechend folgender Tabellet

Bit-Kombination Phasenverschiebung

	001
j	000
I i i	100 101
j	111
ϊ	110
ι ί t i	010 011

0°	(-45°	X	0)
-45°	(-45°	X	D
-90°	(-45°	X	2)
135°	(-45°	X	3)
18OÖ	(-45°	χ	4)
	(-45°	X	3)
	(«4»·	Jt	6)

Wird beispielsweise in den Sender ein· binäre Serieninformation von Daten der Gestalt 111 000 100 eingespeist, so erseugt der Sender sin Signal der in Figur 8 ,dargestellten Art.

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' -^{1 V} BADOWGtNAU

Figur 8 erzeugt der Sender eine sinusförmige Spannung von 1 700 Hz Frequenz und beliebiger Phase. Sobald der Sender die drei Bite des Datenwortes 111 empfängt, wird die angegebene Phasenlage des 1 700 Ha-3ignales gegenüber der Phasenlage des zuvor abgegebenen Signalos um -180⁰ verschoben. Sobald die nächsten drei Datenbits des Datenwortes 000 empfangen werden, wird die Phase weiter um -45° verschoben. Das nächste Datenwort 100 bewirkt eine Phasenverschiebung um -90°. Da die Phasenverschiebung jeweils nach Empfang einer Gruppe von drei Datenbits vorgenommen wird, findet jeweils alle 1 250 MikroSekunden gewöhnlich unter Steuerung eines Zeitsignalee eine Phaaenver- λ

Schiebung statt. Die in Figur 8 der Zeichnungen eingezeichnete gestrichelte Linie verdeutlicht die Wirkung der Phasenverschiebung und bildet jeweils eine Fortsetzung der Schwingung im vorausgegangenen Intervall wie sie auftreten wurde, wenn keine Phasenverschiebung stattfände. Wird das in Figur 8 der Zeichnungen dargestellte Signal in der vorstehend angegebenen »Yeiee durch Filter und durch Telefonleitungen, einem Bandbegrenzungevorgang unterzogen und besitzt das gesamte, eine Bandbegrenzung bewirkende Netzwerk (Filter, Leitung, unveränderlicher Leitungsabschnitt, Anpassungsgerät usw.) eine lineare Fhasenchaiakteristik, so hat das empfangsseitig auftretende Aiedergabeeignal eine i

Gestalt, wie nie in Figur 9 durch die in Zeile β wiedergegebene Kurve dargestallt ist. Figur 9 zeigt in den Zeilen a bis d au3erdem, aue welchen Komponenten sich die resultierende Aiedergabekurve zusammensetzt, ras ursprüngliche, in Figur 8 gezeigte Signal wird als die Summe von vier getrennten modulierten Trägerimpulsen (w, x, y, z) von jeweils 1 250 Mikroeekunden Dauer betrachtet. Tie »Viedergabe eines jeden dieser Trägericipulee ist in Figur 9 eingezeichnet. Die Aiedergabekurven wurden dann graphisch addiert und führen zu der resultierenden ffellenforn in der

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BAD

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untersten Kurve gemäS Zeile ·. Ale eehr wesentlicher Punkt ist den Figuren 8 und 9 der Zeichnungen su entnehmen, daß in der Mitte jedes Modulationeinterrall·· die Phasenwinkel der sinusförmigen Helle bei erssugter Wellenform und empfangener Wellenform im wesentlichen gleich ist. Sind die Phasenwinkel nicht dieselben, so unterscheiden sie sich zumindest um denselben Betrag und die relativen Phasen zwischen benachbarten Modulationeintervallen bleiben empfangsseitig und eenderseitig jeweils in gleicher Beziehung.

Diese Tatsache ist ohne weiteres zu verstehen, da die Amplitude der ModulationsumhUllenden beim ift'iedergabeaignal in den beiden benaohbartea Modulationeintervallen jeweils in der Mitte des Modulationeintervallββ zu Null wird, während die diese» ilodulationsintervall zugeordnete v.ledergabekurve den maximalen Amplitudenwert annimmt. Dies ist der Grund, warum die in Verbindung mit Figur 3 angegebenen Merkmale von solch wesentlicher Bedeutung sind.

Hat die Wiedergabekurve des ersten empfangenen impulsmodulierten Trägersignaleβ in der Mitte des Modulationsintervallee eine von derjenigen der gesendeten oder erzeugten Welle verschiedene Phasenlage, so haben die Übrigen drei Wiedergabewellen ebenfalls verschiedene Phasenwinkel. Der Unterschied zwischen gesendeter oder erzeugter und empfangener »Velie bleibt jedoch konstant. Aus diesem Grunde wird die in erster Linie interessierende relative Phasenverschiebung zwischen den Aeilen in den einzelnen Modulationeintervallen nicht verändert.

Wie ohne weiteres aus Figur 9 der Zeichnungen hervorgeht, let die Gestalt der Wiedergabewelle im Bereich des Überganges am £nde der Uodulationeintervalle der Gestalt des erzeugten Signale* nicht ähnlich. Doch ist

* M3815/1166

BAD

eine Phaeeninformation während dieser Übergangszeit bedeutungslos* Tatsächlich wird die Fehlerlosigkeit der Fhasenaussage la Empfang«signal nur im alttieren Drittel des jeweiligen Xodulationsintervalles aufrechterhalten.

Wurde das empfangene Signal nicht wie Figur 3 sondern wie Figur 5 aussehen, eo würde die Phaeeninformation des empfangenen Signales Über einen bedeutend weiteren Bereich dee Modulationsintervallee erhalten. Hierzu wäre jedoch ein veränderbares Anpassungsgerät erforderlich, welches, wie oben erwähnt, für alle Telefonleitungen jeweils gesondert eingestellt werden müßte. ™ Wird die Bandbreite sehr groß gewählt und ist die Leitung gut auf das breite Band abgeglichen, so hat das Empfangssignal im wesentlichen eine konstante Amplitudencharakteristik und besitzt weitgehende Ähnlichkeit mit dem ursprünglichen, erzeugten Signal. Bin solch breitbandiges System bereitet jedoch die oben dargelegten Schwierigkeiten hinsichtlich der Anpassung mittels eines variablen Anpassungsgerätes.

Bas empfangene Signal gemäß Figur 9e weist keine konstante Amplitude auf. Dies beruht auf der Bandbegrenzung. Sine genaue Untersuchung von Figur 9 λ zeigt, daß die Amplitude des Signales an den Übergängen im allgemeinen niedriger ist als die Amplitude das Signales in der litte des Hodulationsintervalles. Findet eine Phasenverschiebung um 180° statt, so ist die Amplitude im übergangsbereioh nahezu Null. Di« Umhüllende des empfangenen Signales enthält eine starke 800 Hz-Komponente, welche synchron zur ModulationsgeschwiMigkeit des Sendeteiles ist. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird dies« 800 Hi-Wolle dazu verwendet, die Zeitgeberuhr auf der Bmpfangsseite au synchronisieren, welche im Empfänger festlegt, wan» die Phase des EmpfangesIgnales zu untersuchen ist.

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Die Bandbsgrensung gemäO der Srfindimg bewirkt also nicht nur, dafi sämtliche übertrsgungsleitungen gleioh erecheinen und für die übertragung geeignet sind» sondern liefert auch eine synchronisierte Zeitgeberinformation auf der Bapfungsseite. lan kann die· auch so ausdrücken, da8 die Mitte des Modulationsintervallee eine Dateninformation liefert, während die Übergangabereiche zwischen den llodulationsintervallen eine Zeitinformation liefern. Sie is Empfänger angeordnete 800 Hz-Zeitangabe dient zur Ableitung einer 2 400 Bs Zeitzeichengabe zum Aussenden der Informationen mit einer WortUbertragungsgeschwindigkeit von 2 400 Bits je Sekunde. Sine differentielle Phasenverschiebung in acht Stufen in Datenmodulations- und Demodulationssystemen ist zwar an sieh bekannt doch wurden bisher stets breitbandige Übertragungekanäle angestrebt und verwendet, um das empfangene Signal dem gesendeten Signal möglichst ähnlich su machen. Snteprechende Brnpfangssy sterne sind davon abhängig, da8 die Fhassninformation während eines längeren Zeitraumes unverserrt ist und außerdem sind sehr komplizierte Urne« nahmen zur Erhaltung einer synchronisierten Zeitssichengabe auf der Smpfangeseite erforderlich.

Nunmehr seien einige typi»one Schaltungen untersucht, welche die oben erwähnten Aufgaben erfüllen können· Figur 10 der Zeichnungen zeigt ein Blockschaltbild eines Senders odsr Modulators, über Leitungen 21 und 22 gelangen einerseits binäre Dateninformationen in Serienform mit einer Geschwindigkeit von 2 400 Bits je Sekunde und andererseits 2 400 Hz-Zeitzeichen su einem Codierungsgerät 20 zur Umsetzung von Daten in Impulse. Das Codierungsgerät 20 untersucht die ankommenden Serien-Dateninformationen jeweils in Gruppen von 3 Bits. Wie nachfolgend in Verbindung mit Figur U noch erläutert wird, melden drei Zeitseichisn der auf der Leitung 22 ankommenden Zeitseichenslgn&le 009815/1166

¹ ■ BAD

dem Codierungegerät 20, daß die drei während der drei Zeitzeichen bew. Zählungen empfangenen oder gespeicherten Bits nunmehr untersucht werden tollen. Das Codierungegerät 20 sendet jeweils in Abständen von 1 2^0 Mikrosekunden Gruppen hochfrequenter Impulse aus, wobei die Zahl von Impulsen in einer Gruppe von dem aus jeweils drei Bits gebildeten Datenwort entsprechend der innerhalb des Blocksymbols des Codierungs gerätes 20 eingezeichneten Tabelle abhängt. Hat daher das Datenwort die Form 111, so werden von dem Codierungsgerät 20 vier Impulse abgegeben und wenn das Datenwort die Form 000 hat, so wird von dem Codierungsgerät 20 ein Impuls abgegeben usw. Die Impulsgruppen haben einen gegenseitigen Abstand von 1 250 Mikrosekunden, da diee die Zeit ist, in welcher das Codierungegerät 20 bei der angenommenen Bitgeschwindigkeit 3 Inforraationsbite empfängt.

Die Reihen von Impulsgruppen werden in einen Ringzähler 23 eingegeben. Dieser Ringzähler hat acht Ausgänge, 24-1» 24-2, 24-3 usw. In jedem Augenblick befindet sich ein und nur ein Ausgang dee Hingzählere im Sinschaltzustand, während alle Übrigen Ausgange sich im Ausschaltzustand befinden. In den Ringzähler eintretende Impulse verschieben die Lage dee EinschaltzuBtandee fortschreitend Über die Ausgänge hin. Ein Impuls bewirkt eine Verschiebung um einen Ausgang weiter, zwei Impulse bewirken eine Verschiebung um zwei Auegänge weiter uew. Befindet sich beispielsweise der Ausgang 24-6 gegenwärtig im Einechaltsuetand und werden nun vier Impulse entsprechend dem Datenwort empfangen, so wird der Sinechaltauetand über die Ausgänge 24-7, 24-8, 24-1, 24-2 hin verschoben und verweilt bei dem letztgenannter Ausgang».bis die nächste Impulsgruppe empfangen wird. Wie geeagt, erfolgt eine Verschiebung des Sinechaltzustandes jeweils vom Ausgang 24-8 aus zum Ausgang 24-1. Dies ist eine allgemein bekannte Eigenschaft eines Ringzählers. 009815/1166

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?&ifr·

Wie in Figur 10 der Zeichnungen dargestellt ist, liefert ein 1 700 Hs-Oesillator 26 eine sinusförmige Signalspsnnung von 1 700 Hs an ein PhÄSenverschiebungenetzwerk 27, welches Über die Ausgangeleitungen 20-1, 28-2, 28-3 usw. acht verschiedene sinusförmige Auegangsspannungen abgibt. Alle acht Ausgänge liefern kontinuierliche sinusförmige Signale einer Frequens von 1 700 Hs mit jeweils gleicher Amplitude Jedoch mit jeweils unterschiedlichen Phaeenwinkeln, die sich jeweils um Schritte von 45° unterscheiden, Ue genannten acht sinusförmigen Signale werden jeweils über acht gesonderte übertragungsteritolimltglieder 30-1, 30-2, 30 -3 usw_v an einen Verstärker 29 weitergegeben. Die genannten Tor schal t glieder werden durch die Ausgangseignais des fiingsählers 23 sin« ttttd ausgeschaltet, beispielsweise also leitend oder eperrend geschalte«. Oa sich stets nur sin Ausgang des Ringsählers im Kinschaltsustand befindet, ist auch jewelIe nur ein tibertragungstorschaltglied 30 leitend geschaltet. Aus diesem Grunde gelangt su einer bestimmten Zeit auch jeweils nur eines der sinusförmigen Signale su dem Verstärker 29.

Der Schaltsustand der Übertragungstorschaltglieder wird Über dieee hin entsprechend der Zahl der Impulse verschoben, weiche jeweils alle 1 250 Bikroeekunden auftreten. Da jeder der sinusförmigen Auagangssignale von dem Auegangssignal des benachbarten NetzwerkauBgangee um 45° phasenverschoben ist, bewirkt die Anzahl der Verschiebungeechfitte des Schaltsustandee Phasenverschiebungen entsprechend Vielfachem von 45°. Auf diese Weise wird das gewünschte Maß der Phasenverschiebung swisehen zwei benachbarten Modulationeintervallen in Abhängigkeit von dem Über die Leitung 21 empfangenen Datenwort aue jeweils 3 Bits bestimmt.

OOtMtiftM ■S

Figur U seigt das Codierungegerät 20 but Umsetsung von Daten in Impuls·. Di···· Gerät enthält tin dreistufige· Schieberegister 80, In welch·· die binären Datenbit· in Serienform von der Leitung 21 aus mit einer Geschwindigkeit von 2 400 Bits je Sekunde eingegeben werden, wobei jedes binäre Bit eine RegleterverSchiebung nach rechte bewirkt. Das 2 400 He-Zeitsignal wird in einen Zähler oder Teiler durch drei geteilt, so daß auf der Leitung 82 bei Auftreten jedes dritten Zeitseichene ein Ausgangsinpule erhalten wird und man folglich auf der Leitung 82 ein 800 Hs-Zeitsignal erhält. Die drei über die Leitungen 83, 84 und 86 von dem Register abnehmbaren Ausgangssignale werden jeweils Und-Schaltgliedern 87» 88 und 89 susanmen mit dem 800 Hs-Zeitzeichensignal von Leitung 82 sugeleitet, so dafl jeweils aufeinanderfolgende· gruppen von je drei binären Bits, die während jedem dritten Zählschritt des 2 400 Hs-Zeitzeicheneignale· empfangen werden, stets gleichseitig an die Leitungen 90, 91 und 92 abgegeben werden. Wie bereits früher erwähnt, gibt ·· acht verschiedene Kombinationen, in welchen Gruppen von drei binären Bits auftreten können. Die Leitungen 90, 91 und 92 liefern die binären Daten an die Bingang·- seite von jeweils mit drei Eingängen ausgestatteten Und-Sehaltgliedero 93-1, 93-2, 93-3, 93-4, 93-5, 93-6, 93-7 und 93-8, doch wird während einer bestimmten Zeit jeweils nur eines diener Schaltglieder freigegeben und das jeweils freigegeben· Schaltglied wird durch die jeweils vorhandene Kombination der drei binären Bit· auf den Leitungen 90» 91 und 92 bestimmt. Dies wirÄ nun dadurch erreicht« dafl man Inverter 94 verwendet« welche eine binäre Null in eine binäre Sin· invertieren und umgekehrt. Die Inverter 94 sind jswell· zwischen den Leitungen 90, 91 und 92 einerseits und den Und-Schaltgliedern 93 jeweils in einer Anordnung eingesetzt» welche den ftoht sftt&lichen Kombinationen -ettbricht, welche Aif *?·* binären Datenfeld fcnr..iaieien köscae^, «_AAQ, · , , * _Ä «

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Dae Auegangeaigaal «ine· j «dta der Torechaltglieder 93 wird j· ·1ηΜΐ der Torschaltgliedcr 96-1» 96-2, 96-3, 96-4, 96-5, 96-6. 96-7 und 96-8 sugsleitet. Dae swelt· Singangssignal für di· Torsohaltglieder 96 wird von einer 2 MHa-Spanwungsqualla zugeführt. Sine Reihe von Abzählechaltungen 98-1, 98-2, 98-3, 98-4, 98-5, 98-6» 98-7 und 98-8 (weiche mit einer Zählgeeoh.windigkeit von 2 KBs arbeiten) Bind mit den Torechaltgliedern 96-1, 96-2, 96-3, 96-4, 96-5, 96-6, 96-7 und 96-8 jeweils verbunden. Wenn irgendeines der Torechaltglieder 96 geöffnet iat, was der Fall iet, wenn durch die aua je einem Inverter 94 und einen Toraehaltglied 93 gebildete Schaltung eine aua drei Bite beetehende Datenkombination läuft, für deren Aufnahme die soeben genannte Schaltung ausgelegt 1st, so beginnt dar betreffende, mit de» geöffneten Toreohaltglied ». verbundene Zähler 98 mit einer Geschwindigkeit der obengenannten 2 LIHs abzuzählen und diejenige Iapulesahl absugeben, für deren Abzahlung er ausgelegt ist. Diese Anzahl von Impulsen gelangt dann su des Ringzähler 23, welcher seinerseits eines der Torschaltglieder 30 öffnet und damit duroh Auswahl des gewUnechten phaeenvarschobenen Ausgangssignales von den» Oszillator 26 eine Aussendung der richtigen Phase bewirkt. Die Anzahl der von jeder einzelnen Abzähleohaltung 98 an den Ringzähler 93 abgegebenen Impulse ist entsprechend der Ut Figur IQ geseigten

■ Hierzu sef. folgend#s ^isi^el aiige^s#v fei» in dem Register 80' als itombinaUon von o^i fct^ Folge 000 geepeichert ist, so treten beim Öffnen der Torschaltglieder 87, 88 und 89 durch das ÖOO Hz-JeIt- ; ^:y4 signal auoh aui den Leitungen 90» 91 und 92 jeweils die Werte "O" auf. Die öad-Schaltglieder 93 benötigen für ihre erregung gleiche binäre Bits des Wertes "1" und da die Inverter 94 dan Wert sämtlicher Bits

■ - 31 -

umdrehen, verwandeln die drei Inverter 94 auf der Eingangeaeite dta Torachaitgliedes 93-2 die drei Werte "0" ia die drei Tfarts "1·, eo d»J da* eehaltglied 93-2 geöffnet wird und eeta aignal an das Toracheltglied 96-2 abgeben kann. In at igt eich, dafl nur da« Torechaltglied 9J-2 unter alles Torechaltgliedern 93 die erforderlich« Anordnung von Inverter» aufweist, die bei der eingegebenen Bitkombination zu einer öffnung des TorechElts5I1ad.ee führen. Be wird aleo auch daa Torachaltglieä 96-2 geöffnet, so daS das 2 MHs-Signal die Abeählechaltung 98-2 erreichen kann, welch· dann eine Bine suhlt, eo

daß ein Iapule an den Ringsählar 23 abgegeben wird, "

der eeinereeito einen Versohiebungsechritt aaoht und dann wieder in Ruhe verbleibt und so die Auasenöung einer us -45° phasÄnverschobenan Wellt bewirkt, wobei dieae Phasenverschiebung der Bitkoabination 000 sugeordnet iat.

Das Signal auf der Eingangeeeite dee Veretärkere 29 hat das Aussehen des Signaleβ nach Figur 8 der Zeichnungen.

Dieses Signal wird nun in dem Bandpaflfilter 31 einer Bandbegrexuung untersogen, in dem Verstärker 32 ver- *

stärkt und kann dann durch ein gebräuchlichen Koppelglied 33 an die Übertragungsleitung angekoppelt werden. Wie oben bereite bemerkt, gleichen sich im Verkehr befindliche Übertragungeleitungen bei einer Bandbegrenzung auf den Bereich zr/iachen 1 300 Hs bis 2 100 Hz in hohem MaQe. Die Leitungen haben in dieβam Bereich im Mittel einen Amplitudenabfall von etwa 5 db und ein U-förmiges Profil der Verzögerungscharaktarietik bei mittleren Änderungen von 200 Mikrosekunden, wie in der obengenannten Literaturstelle The Bell Systea Technical Journal gezeigt ist, D&a in Figur 10 angedeutete unveränderliche Leitunge-Anpaasungagerät 34 009815/1166

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an das Bndt "

- 32 *

ist so ausgebildet, dal
Amplitudendämpfung und der
Charakteristik aufweist,
Charakteristik Aar relativen
Verzögerung der Leitung

1 300 Hs bis 2 100 H* komplemen

Das feste Anpaesungsgerst 34 kann der Leitung anstell· an den
setzt werden. Ss dient dasu, die Ampli tudendUmpfung un4 der.Verz flacher su machen. Bs sei darauf einstellbare bsw. veränderliche im allgemeinen auf dir Ä^pfangseeits aufgtetellt de hier sine Bedlenungspereen önsUUknöpfe bedisasn kann, bis der BspfMagtr ordnungsgsmäi arbeitet. Das hier sur Anwendung kommende feste Angleichungsgerät ist ein passivss Netswerk in der Bedeutung, daß es das Signal abschwächt und nicht verstärkt. Wird das feste Anpassungsgsrät 34 auf der aipfangeeeite ein« gesetzt, so ist das tatsächlich vom Empfänger aufgenommene Signal in seiner Leistung schwächer als das über die Leitung übertragene Signal, da das Angleichungsgerät verlustbehaftet ist.

der Leitung

Wird jedoch das feste Angleichungegerät 34 auf der Sendu seite der übertragungsleitung aufgestellt, so iat die auf der Leitung Übertragene Leistung bei gleicher tatsächlich zum Empfänger gelangender Leistung geringer, da der LeIbtungebetrag, der im Anpeeeungegerät vernichtet worden lot, nicht über die Leitung laufen muß.

Ua <5nn Neb en ο pr θ cii·» auf Telefonlei tunken weitgehend auszuschalten, 1st die über eine Leitung zu führende Maxi malleiatun£ im allgemeinen begrenzt. Sin Beseitigen einer uberoühußleistung auf der Sendu i

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ι';?ΐ

■ΛΗ

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ermöglicht daher eine Übertragung einer Ku tale Ie tun«. Bau kann dl· Verwendung ·1ηβ β festen Angleichungsgerätes Auf der Sendeseite auch ale ein Verfahren der Vorverzerrung oder VorverformuÄg beseichnen, um einer Verzerrung durch die Leitung «atfegensuwirken.

Figur 11 der Zeichnungen seigt ein Blooksohaltbild eines geeigneten Empfängers oder Demodulators- Is Empfänger wird das von der Leitung her ankommsnde Signal an einen Verstärker 40 angekoppelt und nach Verstärkung durch diesen durch ein Bandp*3filt*r 41 geführt, welcher das Rauschen der Leitung aussiebt. ä

!Typische Arten von Leitungsstörungen sind Brummt one von Energiequellen mit einer Frequenz von 60 Hz, 120 Hs, 4OO Hs sowie impulsartige Störungen. Die Wirkung eines BandpaSfilters mit schmalea Durchlaßband auf eine impulsartige Störung wurde vorstehend schon erläutert. Die Impulsdauer wird im Wiedergabesignal in die Lange gesogen, doch die Amplitude wird beträchtlich verkleinert, so daß Störungen bei der Decodierung vermieden werden. Bei BandpsJfiltern mit breiterem Durchlafiband ist natürlich die Amplitude des Impulses auf der Wiedergabeseite bedeutend größer.

Nachdem das Leitungsrauschen ausgesiebt worden ist, wird das Signal durch einen AGC-Verstärker 42 verstärkt , welcher an seinem Ausgang den Signalpegel im wesentlichen konstant hält.

Die Form des vom Ausgang des Verstärkers 42 abnehmbaren Signalee hat etwa das Auesehen der in Figur 9e dargestellten Welle. Da das Signal im Bereich der Witte eines Modulationsintervallea im wesentlichen konstante Scheitelhöhe aufweist, genügt ein AöC-Verßtärkar (Verstärker mit automatischer Verst&rlniii&s-

gr η Steuerung) mit einer großen Zeitkonstßxxte 0 ü 9 8 ί δ / 1 1 6 6

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für die Regelung der Scheitelhöhe. M die au Häbertragende Information nicht duroh die relative

Amplitude eondern duroh die relative Phasenlage

wiedergegeben wird, etoren AmplitnrtOBänrterungaa In der Größenordnung von 2t1 oder 3ι1 die Demodulation S ς

nicht. Der AOC-Verstttrker 42 dient da*u, die Amplitude }f des BU verarbeitenden Signale· im weeentlioheat in dem

Bereich der Kenstruktionswsrte su halten. ^:

Dia Dämpfung auf Telefonlaitungen verändert aiek Jeweils von einer Leitung sur nächsten Leitung und auch bei ein und dereelben Leitung tritt von Zelt au Seit , eine Änderung auf. Betrachtet man die Xnderungen «wischen den Leitungen und au allen Selten, eo kann sich die Amplitude de· empfangenen Signalee für einen konstanten Senderpegel um Immerhin 30 db andern. Ha AOC-Veratärker mit einer dynamischen Begelepamae von etwa 40 db berücksichtigt ale© die möglichen Xaderungan swisohan allen Leitungen und in allen Augenblicken.

Das Ausgangaslgnal dee Verstärkers 42 wird Über eine 1 250-Mikro8ekunden-Veraögerungeleitung 43 geeehlckt und dann in dam Verstärker 44 nochmals verstärkt. Dar Verstärker 44 gleicht den Verlust in dar Verzögerungsleitung 43 aus, so daß dar Signalpegel am Ausgang dee Verstärkers 44 im wesentlichen mit demjenigen am Ausgang des Verstärkers 42 Ubereinetinmt. Da das Auegangssignal dee Verstärkere 44 also dem Aufgang·- , ■ signal dee Verstärke» 42 mit der Ausnahme gleich '...&} iat, das der Ausgang des Verstärkers 44 genau um ein Ifodulationslntervall (1250 Mikrosekunden) verzögert let, liefert ein Vergleich der Phasenwinkel zwischen diesen beiden Signalan jeweils in der Mitte eines Modulationalntarvalles eine Aussage über die gegenseitige Phasenlage awlsehen benachbarten Modulationsintervallen. Diese Information kann sur

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i. '

Decodierung der ursprünglich«* Deteninformation verwendet werden«

In einem Zeitraum von 1 250 Klkroeekunden treten jedoch bei einer Signalfrequens von 1 700 Hs nur etwa swei Wellenztige je Modulationsintervell auf und \ auOerdeB let die Phasenlage, wie obun bereite aufgeführt wurde, nur im mittleren Drittel de· Modulationsintarvallee fehlerfrei wiedergegeben. Aus diesem Grunde verbleibt weniger als eine Periode der elnueförmigen Signalschwingung für einen Fhasenvergleich. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, werden die beiden \ λ Signale unter Beibehaltung der einwandfreien Phaaenwiedergäbe in einen höheren Frequenzbereich verschoben bsw. übersetet. Sie werden also durch Multiplikation mit eines 9.6 KHa-Signal in den Frequenzbereich von 10,9 KHs bis 11,7 XHs Ubersetst. Auf diese Weise steht eine gröBere Ansahl von Perioden für den Phasenvergleich sur Verfugung. Demgemäß werden die Ausgangeslgnale der Verstärker 42 und 44 zusammen mit einem 9»6 KHs-Signal eines Oszillators 46 jeweils Produktaodulatoren 46 bzw. 47 zugeführt. Die Produktmodulatoren erzeugen jeweils sv.-ei Seitenbänder, doch sind den Produktmodulatoren und 47 jeweils BandpaQfiltor 49 bzw. 50 nachgeschaltet, ä welche jewelle dae obere Seitenband auswählen.

"erden die Signale ohne Verzerrung ordnungsgemäß multipliziert und gefiltert, bo haben das Si^nnl nit tier gerin/roren Frequenz und das zugehörige Signal der hohen Frequenz dia rl iiche Geotnlt der thraüUlendon. SelVefcverBtiindlich hat iua 3igiial der höheren Franuenz rar.ei hall- oinen Modulnti onsinterval 3 an eine irrö&ei-Q '■;^u'·.! von Trri<:orwolleni:ü.^oii ^rj^f ^u^fs lv..;ttf, dee Trägers r.wierhen

iot bei dem Signal dor hoheti

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Frequens di· ffleioh· wl· bei Atm 8i#utl Atr liefcan niedrigeren

Otr Bewei· ftlr Al« so«b«n aufgtttollt* IUBt eich aatheoatisoh in folgender «tie· fttfcrtnt

urspr. Signal: £l + ■ ooa (W^t ♦ O_-)J Z oo· (W_ct 4-O₀

Mod.-üahüllendt fri««r'

=. cob (W_ct + ©*) ♦ I οο·

♦ § co· [(W₀ - W_B)t

Hierin ist θ eine Variable und kann die Wert· -45°» -135° usw. annehmen. MuItipli»leren wir nun da· ursprüngliche Signal mit oos(Wpt ♦ Op) und filtern alle Proquensanteile unter Wp aue_f so ergibt sich folgende·:

•f cos (Wet ♦ Oc) ♦ § co· [(Wc + Wn )t ♦ O₀ ♦ O_-] + § οο·[ (W₀ - W_B)t ♦ 0_c - oJJ X oo« (Wpt + - I co· ("(Wp ♦ Wc)t ♦ 0_p * O₀J

♦ I coe [(Wp ♦ W_c ♦ W_B)t ♦ 0_p ♦ O₀ ♦

♦ y co· [(W

p * ^Wc -

oberes Seitenband

unter·· Seitenband (auflgeelebt)

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Das obere Seitenband kann folgendermaßen angeschrieben werden:

Jr {j ♦ m cos (W_m t ♦ 9_m)J X Mod.-Umhüllende

[cos £(W_p+ W_c)t + ö_p ♦ 9_C J ]

Träger

Die Modulationeumhüllende stimmt bei diesem Ausdruck mit derjenigen des ursprünglichen Signalee \ überein und die Trägerfrequenz ist die Summe der ursprünglichen Trägerfrequen und der zur Multiplikation verwendeten Frequenz. Die sich verändernde Phase Ο_β erscheint als Phasenänderung des neuen zusammengesetzten Trägers. Dies bedeutet, dad bei einer Veränderung von 9_Q um 135° in der ursprünglichen Frequenz auch der höher frequente Träger eine Veränderung um 135° erfähtt.

Ss sei bemerkt, daß die Übersetzung von einer Frequenz in eine andere Frequenz lur Erleichterung der Untersuchung an sich bekannt ist. Ein wesentlicher, zu beachtender Punkt ist, daß die B&ndpaBfliter *

49 und 5o für das obere Seitenband innerhalb einer Bandbreite von 1o,9 KH_Z bis 11,7 KH^ , welche in dem ursprünglichen Frequenzband einer Bandbreite von 1,3 KH bis 2,1 KU_Z entspricht_? eine flache Amplitudencharakteristik und eine lineare Phasencharakteristik aufweisen müssen. Dabei sollen die Phasencharakteristiken der beiden genannten Filter nicht nur linear sein, sondern sie müssen auch identisch sein, so daß durch dieaa Filter verursachte relative Phasenveränderungen vernachlassigbar klein sind. Ist jedoch im gesamten interessierenden Fre-

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quensbereich zwischen den beiden Filtern ein kon-B tanter Phaeenunterephled vorhanden, so aufl dieser Konetante Phasenwinkel beim Vergleich der Phasen der beiden Ausgangesignale sur Bsetiesmng der ursprünglichen» aus drei Detenbite bestehenden Informationewörter berücksichtigt werden.

Die Auegangeeignale der BsndpaSfliter 49 und 5o werden in Verstärkern 51 und 52 verstärkt und einer als Phaeendetektor und Datenumsetzer arbeitenden Schaltung 53 zugeführt, weiche in Fig.12 in ihren Einzelheiten wiedergegeben ist und zur Dekodierung der Phaseninformationen in binäre Dateninformationen dient.

Fig. 12 zeigt also ein Blockschaltbild des Phaeendetektor a und Datenumeetzer« 53. um jedoch eins Phaaenuntereuchung und sine Umsetzung der Signale in Daten vornehmen zu können, ist sin Zeitseiohen erforderlich, welches aussagt, wann dar Phasenvergleich vorzunehmen ist und mit welcher Geechwlndlgkeit binäre Daten abgegeben werden sollen usw.. Wie bereits vorstehend erwähnt, wird die Zeitauesage, von welcher ein Zeitzeichen abgeleitet wird, aus der Umhüllenden des übertragenen Signales gewonnen.

Da die ModulationeumhUllende leichter nachzuweisen ist, wenn unter der betreffenden ModulationsumhUllenden mehr Sohwingungsperioden liegen, wird die Untersuchung der Umhüllenden an einem der Ausgangssignale höherer Frequenz anstelle an dem Signal der Leitungafrequenz durchgeführt.

Gemäee Fig. 11 erfolgt die Untersuchung der Modulati onsumhüll enden durch Vollwellengleichrichtung am Ausgang des Verstärkers 51 mittels Sines auf die ModulationeumhUllende ansprechenden Detektors 54»

dessen Ausgang über einen BandpaSfilter 56 mit einem schmalen Durehlaßband geleitet wird, dessen Mittelfrequenz 8oo H. beträgt. Der Auegang des Bandpaßfiltere 56 ist eine sinusförmige Schwingung einer Frequenz von 8oo H„, deren Amplitude nicht konstant Bein mag, deren Frequenz jedoch mit der Modulationsgeechwindigkeit von 8oo Η_£ synchroniaiert ist. Unterschiedliche Leitungen haben auch unterschiedliche absolute Verzögerungseigenschaften. Eine Übertragene Information erreicht daher den Empfänger zu jeweils unterschiedlichen Zeiten. let die Zeitvorgabe einmal vorgegeben, so hält sie die Geschwindigkeit von 8oo H_w ein. Da nun das 8oo H. - Ausgangesignal des Bandpaßfiltere 56 von dem empfangenen Signal abgeleitet ist, steht die relative Phasenlage dieses 8oo H₈- Signalee gegenüber der Mitte des Modulationsintervalles ungeachtet der absoluten Verzögerung der betreffenden Übertragungsleitung fest. Das 8oo K₉ - Signal des Bandpaöfilters 56 wird einem eine Schwingung von 8oo H abgebenden Oscillator 57 zugeführt, um diesen mit der Hodulationegeechwindigkeit des Senders zu synchronieieren. In Abwesenheit des genannten Signaies schwingt der genannte Oscillator frei mit einer Frequenz von δοο Hg. Der Oscillator kann in seinem Schwingungsverhalten sehr stabil ausgebildet sein, so daß bei einer Unterbrechung des Synchronisierungssignales fur einige Zelt der Oscillator im wesentlichen mit dem Sender- Zeitzeichen in Phase bleibt. Je langer man in Abwesenheit des Synchronisierungseignales in Phase bleiben will, desto teurer wird die Einrichtung. Verständlich ist hierbei die Annahme gemacht, daß das Zeitzeichen auf der Senderseite zumindest gleiche Stabilitit aufweist.

Ter Oszillator 57 stallt zwei Zeitzeichen bereit: Zines mit einer WiederholungsfraquenE von 8oo H_

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- 4ο -

und ein zweites mit einer Wisderholungsfrequens ▼on 24oo H_g. Die·· beiden Zeit «eichen werden suaassien ■it den Ausgangseignalen der Verstärker 51 und dem Phaeendetektor und Datenumsetmer 53 sugtfUhrt.

Fig. 12 !«igt eleo dee Blocksohaltbild einee geeigneten Phaeendetektor· und Datenumeetiere. QeeiHI Pig. 12 wird da· von den Verstärker 52 abgeleitete Signal mittel· Phaaenverschiebungsnetzwerken 58,59. 6o und 61 viermal phasenverschoben. Sie erste Phaaenvarschisbung beträgt -22,5° und die «eiteren drei

P Phasenverschiebungen betragen jeweils -45° und »war jewelIe mit Bezug auf die Phase des zugehörigen Eingangssignales. Die Phasenverschisbungewinkel beziehen sich auf eine Frequenz von 11,3 KH-» ^wae die Summe der Frequenzen von 1,7 KH₈ und 9,6 XH_g ist. Beim Phasenvergleich wird der Ausgang des Phasenveratärkerβ 52 als Bezugssignal verwendet, da dieses Signal dasjenige ist, welche· um 125o Mikroeekunden verzögert ist und unter den zwei zur Verfugung stehenden Signaisn stellt das genannte Signal das jeweils vorausgegangene Hodulation·- intervall dar. Von dem genannten Bezugssignal werden vier weitere Unter-Bezugssignale B^ R_ß, Bq und Rp

jeweils mit Hilfe der vier oben genannten Phaeenverechiebungsnstzwsrke 58, 59, 6o und 61 abgeleitet. Ein Zeigerdiagramm der genannten vier Unter-Bezugesignale ist in Fig. 13 wiedergegeben, in welcher die Unter-Bezugssignale B_A, E₅, B_c und B_D 4_eweü_e 4urch Pfeile mit doppelten Linien angedautet sind.

Signale, welche von dem Veretärker 51 abgenommen werden (dem gegenwärtigen Modulationaintervall entsprechende Signale) werden jeweils in Uodulation·- schaltungen 62, 63, 64 und 66 mit den erwähnten vier Unter-Bezugasignalen multipliziert. Zunächst

• "

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sei die relative Fhiaa· de· von de« Verstärker 51 abgenommenen Signalen gegenüber den Besugssignal an Ausgang des Verstärkers 52 betrachtet. Der einfachste Betrachtungefall ist hierbei der, bei welchem in der Trägerschwingung Überhaupt keine Phasenverschiebung auftritt. Wird ein Signal entsprechend den binären Daten 00I00I00I wiedergegeben, so hat das Signal auf der Leitung die Fora einer I700 H_ Sinusschwingung ohne jede Phasenverschiebung. Dieses Signal wird nach Multiplikation mit dem 9,6 KH_n -

Ja

-Signal einfach ein 11,3 KH. - Signal in Form einer kontinuierlichen Sinusschwingung. Die Ausgangssignale der Verstärker 51 und 52 sind daher jeweils Sinusschwingungen mit einer Frequens von 11,3 KEL_% , wobei jedoch das Auagangasignal des Verstärkers 52 um 125o Mikrosekunden verzögert ist. Bei einem 11,3 XH₁ Signal nehmen 14 volle Perioden und 45 elektrische Grad einen Zeitraum von 1£5o Mikrosekunden ein. Aus diesem Grunde erscheint das nicht verzögerte Signal gegenüber dem um 125o MikroSekunden verzögerten 11,3 KH₂ - Signal als gleiches Signal, jedoch mit einer Phaeenvorverschiebung von + 45° ·

Diee bedeutet, daß bei einem aus drei binären Bits bestehenden Wort der Form 001 der Ausgang des Verstärkers 51 einen Phasenwinkel von + 45° gegenüber dem Vergleichesignal einnimmt. Aus der Kodierungstabelle nach Fig. 1o ist zu entnehmen, daß das Informatinnewort 000 eine um 45° geringere Phasenverschiebung als das Wort 001 aufweist. Aus diesem Grunde ist für daa Wort 000 das zugehörige Signal in Phase mit dem Bezugssignal ( 45 - 45 ~ 0) . Alle acht verschiedenen Datenwörter und ihr zugehöriger Phasenwinkel gegenüber dem Bezugssignal sind in Fig. 13 durch acht verschiedene Pfeillinien mit entsprechenden Bezeichnungen eingezeichnet.

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ALe vier Multiplikationeeohaltungen 62,63,64 und 66 ( A, B₉ O und D) sind so ausgebildet, dal sls swei Sinusschwingungen derselban Preojuena miteinander aultiplisleren können und ale Ausgang den Oleichetrommittelwert abgeben. Dies« Aufgab· kann mittels eines gebräuchlichen Produktmodulators erfüllt werden, dessen Ausgang durch einen Tiefpaßfilter geleitet wird.

Der Gleichstrommittelwert des Produkt·· bei Sinusschwingungen gleicher Prequans let proportional zu dem Cosinus des gegenseitigen Phaeenwinkelet

A ein (ujt + © ) χ A sin (ejt ♦ I) _A2
* £ eoe (9 - B) -j

Mittelwert

Dies bedeutet, dafl die Ausgangeelgnal· der MuItiplikatloneeenaltungan positiv sind» wann der relative Phaeenwinkel swisehan den beiden Singangsslgnalen dor Uultiplikationeechaltung kleiner als 90° ist, während ein negativ·· Auegangssignal bei einem Phaeenwinkel größer 90° erhalten wird.

Aue dem Zeigerdiagramm nach Pig· 13 ist su ersehen, das der Ausgang dor MultipHkationeeohaltung 62 für die Datenwörten 00O₀ 001« loo und 1o1 positiv ist und für die Datenwtirter 111, 11o, o1o und o11 negatlvea Zeichen hat.

In enteprechender Welee werden die Vorzeichen der Auegangssignale der anderen Multiplikation·- schaltungen bestimmt und die Voreeiohen eind j «rails in Pig. 12 eingetragen. Sine üntereuohung der Polarität der Ausgangssignale der vier Multiplikationssohaltungen 62,63,64 und 66 führt su einer

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der binären Datenwörter. Da die Fhaeenbeiiehungen in der Kitte des Modulationslntervallea fehlerfrei sind, wird dae in der geeigneten Phasenlage bereitgeeteilte 800 H₈~Seltseiohen vier Torsohaltgliedern 67₍68,69 und To sugelsitet, welche die Vorzeichen der Auegangsaignale der Multiplikationaechaltungen 62, 63, 64 und 66 tasten, let einaal dae richtige, aua drei Bite beetehende Wort auegewählt, eo werden die Bits Jeweils eines nach des anderen in der gewünschten Ordnung und in dem gewünschten Takt mittels einer Abgabeeinriohtung auegesendet, welche durch dae 24oo H_ft -Zeiteeiohen synchronisiert iet.

Bin geeigneter Dätenuasetser, welcher in Fig. 12 der Zeichnungen angedeutet iet, iet in eeinen Rinse I-heiten in Fig. 15 wiedergegeben. Seine Aufgabe iet es, die einseinen Daten wieder in der Form lusaanen-Kusetsen und »it der Geschwindigkeit absugeben, «it welcher sie in den Sender eingegeben worden sind. Wie vorstehend gesagt beetinmen die am Ausgang der Multiplikationsechaltungen 62, 63, 64 und 66 festgestellten Vor«eichen der Auagangesignale die enpfangenen binären Werter, Gruppen oder Bitfolgen. Wie aus Fig. 12 ersichtlich ist, prüfen die Tprechaltglieder 67, 68, 69 und 7ο die Auegange der Multiplikationssohaltungan 62, 63, 64 und 66 »it einer Wiederholungageechwtndigkeit entsprechend den 800H₉ Zeit«eichen. Auf diese Weise werden die Auegangeeignale der Miltiplikationssohmltungen 62, 63» 64 und 66 gleichseitig den Leitungen I00, Ιοί, 1o2 und 1o3 eugefUhrt. Be sind nun insgeeaat acht jeweils 4 Eingänge aufweisende Und - Sdhaltglieder 1o4-1, 1o4-2, 1o4-3t 104-4t I04-5, I04-6, I04-7 und 1o4-8 vergesehen und die 4 Singänge eines jeden dieser und-Schaltglieder sind jeweils mit den genannten Leitungen I00 bzw. Ιοί bjBW. 1o2, bsw. 1o3 verbunden. In Zuge be-009815/1160

stianter Eingangeleitungen su d«n Eisgängen der Torschaltglieder 1o4 sind jedoch entepreohend der für die Ausginge der Hultlplikationasfthsi tungon in Tig. 12 angegebenen Vorselohontafel Yorselcheaumkehrungsstufsn 1o6 angeordnet. Beiepieleweiee ist jeweils eine Voreelehenumkehratufe 1*6 des ■weiten, dritten und vierten "ff^ffjf dee (nd-Sehaltgliedee 1o4-1 vorgeschaltet, se daJ dann» wenn dot Vorseichen des Ausganges der MultipUJcationssohaltung A positiv und die Vorzeichen an den lusgMngen dar Kultiplikationeechaltungen B₉ C und D negativ SlAd₉ letstere in positive Signals ungeforat werden, se daß sichdas Und-Sohaltglied 1o4-1 OfIkMt. Babel wird nur eine der Ond-Sohaltglleder 1o4 la Jeweile einem Augenblick geöffnet. Die but Vorseichenprüfung dienenden Vorsohaltglieder 67 bis 7o prüfen und erhalten die Polarität bis das nächste Prüfsignal gegeben wird, sO daß die öad-Sohaltglieder 1o4 tUr die Dauer von 125o Hikrosekunden la Rinecaal tsustand bleiben.

Die Und-Schaltglleder 1o4-1 bia 1o4*8 geben jeweils Eingangeeignale an Ünd-Schaltglieder 1o?-1 bsw. 1o7-2 bew. 1o7-3 baw 1o7-4 bsw. 1o7-5 bsw. 1o7-6 sw. 1o7-7 bsw. 1o7-6 . Bas Jeweile swslte RIngange» signal für die uad-Sohaltglieder 1o7 besteht in einen 24oo H_B -Seitseichen, welchee von des in Fig. angedeutetem Osslllator 57 geliefert wird und über die Und-Schaltglieder 1o7-1 bis 1o7-8 su einer Reihe von acht Schieberegietern 1o8-1 bis 1οβ-8 gelangt» welche die Form kodierter Auagangaringaähler haben können. Jedes Schieberegister I08 ist so eingestellt, daa es Jeweils Gruppen aus drei Inforaationsbite abgibt, wobei die Bitfolge jeder Gruppe einer der insgesamt acht möglichen Bitfolgen entspricht.

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Sind beiepieleweiee die Vorzeichen der Auagangssignale der VultiplikatioiieseluLL tunken A₁B, O und D plus, sinus, minus, minus, se ist da· Qnd-Schaltglled 1o7-1 fteigegeben und läset da· 24oo H_B Zeitzeichen au dem Regieter I08-I durch, welches geeignete Schaltechritte aueführt, um dae Datenwort mit der Bitfolge 001 einem in den Zeichnungen nicht dargestellten Verwertungegerät zuzuführen. Auf diese Weise wird die Folge von binären Daten in Serienfona, welche in dem Senderteil eingegeben worden ist, auf der Empfangeseite in der ursprünglichen Reihenanordnung wiedergegeben.

Bei dem beschriebenen Modulation*- und Denodulationseystam sind verschiedene interessante Merkmale und Vorteile bemerkenswert. Die acht aus jeweils drei binären Bits bestehenden Wörter si .d in solcher Weise gewählt, daß Wörter entsprechend zwei jeweils zueinander benachbarten Phasen sich um nur ein Bit von insgesamt drei Bits unterscheiden. Treten Nebengeräusche oder Störungen auf und macht die Smpfangsseite einen Fehler, welcher die 22,5° - Fehlerschwelle überschreitet, so ist nur eines der drei Bits eines Wortes fehlerhaft, nicht jedoch alle drei oder swei von drei Bits. Hierdurch wird die Zahl der Bitfehler " auf geringstem Wert gehalten.

Telefonleitungen besitzen mitunter die Eigenschaft der Fraquenzübersetzung. Die Fehlergrenze für die Phasenbestimmung ist 22,5°. Die Frequenzübersetzung sollte daher innerhalb dee Zeitraumes von 125o Mikro-Sekunden keine grössere merkliche Phasenverschiebung als 22,5° erzeugen. Sine Phasenverschiebung von 22,5° in 1250 Mikrosekunden entspricht einer Frequenzversetzung von 50 H₈ .

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2.5° r * 1 Perioden · 3o Perioden,

^^ * eeo ■ ;r ■

Theoretisch kann die Einrichtung also bie su Frequenarereetiungen ron 5o Bg arbeiten. Dl· größte Frequansvereetsung, welche jedoch je in einen normalen Telefonleitungenets feetgeate3.lt wurde, ist 1o H₁ . Die genannte Krsoheinung bildet daher für das erfindungsgeaässt Modulations- und Demodulationeayetem kein Problem.

Da die Decodierung durch untersuchung des Vorseiebene der Auegangseignale der Multiplikations-Bchaltungen A₉ B, C und D jeweils nach Multiplikation sweier Signale erfolgt» beeinflusst die Größe der Sygnaländerung auf Orund von Xnderungen des Leitungssustandes nicht die Oenaulgkeit der Dekodierung.

Die Auswahl der Prequens auf der Leitung in Höhe von 17oo H_B ergibt eich aus des besten Übertragungebereich, der verwendeten Telefonleitung· Die Leitungs-Slgnalfrequens hat keinerlei synchrone Besiehung su der Wortübertragungegeechwindigkeit oder su der Art und Weis·, la welcher das Signal erseugt wird.

Bins bentttsbare Bandbreite von 1ooo B_s auf Telefonleitungen der Vereinigten Staaten relent beieplelsweiee von 12oo H_a* bisSoo H_z. Bine Bandbreite von 8oo H_s für ein Hodulatlonsintervall von 125o Mikrosekunden kann daher entweder von 12oo H₈ bis 2ooo H₈ oder von 14oo H₈ bis 22oo H_z reichen» wohei die Mittelfrequensen jeweils 16oo H₈ be«. t8oo H_g betragen.

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In einigen anderen Ländern können die nutzbaren Bandbreiten etwas höher oder etwas niedriger liegen. Brfindungsgemäß ist jedoch vorgesehen, die günstigste Bandbreite von 800 Hz bei einem Signal mit einest Modulationsintervall von 125o Mikrosekunden aus den zur Verfügung stehenden Eigenschaften von Leitungen auszuwählen, über welche aller Wahrscheinlichkeit na h Baten übertragen werden sollen. Die Erfindung sieht selbstverständlich auoh die Auswahl anderer Bandbreiten als 800 H₈ vor, wenn das Modulationsintervall einen anderen Wert als 125o Mikrosekunden hat. Die Bandbreite in R₂ ist rein sahlenmässig annähernd der Kehrwert des Hodulationsintervalls in Sekunden.

Gemäß Fig. 8 der Zeichnungen wird ein phasenverschoben β Signal unmittelbar mit einer Frequenz von 1700 H₂, erzeugt. Will stan jedoch das phasenverschoben Signal bei einer geeigneten höheren Frequenz erzeugen, so kann dies ohne weiteres geschehen, wobei lediglich für die Übertragung über die Telefonleitung eine Heruntertraneformierung auf 17oo H_£ erfolgen muß, wobei ein Verfahren verwendet wird, welches dem im Empfänger angewendeten Verfahren einer Frequenzverschiebung ähnelt und man Sorge tragen muß, daß { die verwendeten Filter für diese Verarbeitung des Signales keine Verzerrung verursachen.

Wie aus den Figuren io und 11 zu sehen, sind zwischen dem erzeugten Signal und dem endgültigen Wiedergabesignal, dessen Phase untersucht wird, drei Filter 31, 41 und 491 sowie die Leitung und das unveränderliche Angleichungegerät angeordnet. Alle diese Schaltungselemente haben ihre Amplituden- und Verzögerungscharakteristik, welche sich sämtlich addieren. Was

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jedoch für die Abgabe des riohtigen Trägerimpulses auf der Wiedergabe··!te von wesentlicher Bedeutung ist, ist die gesamt· resultierende Amplitudenuod VeroBgerungsoharakteristik.

Die Forderung der Bandbegrensung mit linearer Phase gilt für diese gesamte resultierende Amplituden- und Fhasenoharakterietik. Dies bedeutet, daß das gesamt· System in seiner Qualität leidet, wenn einer der Filter schlecht· eigenschaften besitzt. Dies bedeutet ferner, dafi man, falls dsr Filter 31 eine schlechte ) Charakteristik afweist, der Filter 41 mit einer komplementären Charakteristik ausgestattet werden kann, um die eigenschaften des Filtere 31 su kompensieren und umgekehrt·

Dae Frequenzband dee Filtere 49 unterscheidet sich von demjenigen der Filter 31 und 41· Die konstante Frequerverschiebung um 9#6 EH₈ duroh Produktmodulation bewirkt jedoch, daO der 1,3 KH_S -Punkt dem 1o,9 EH_S -Punkt entspricht, daJ der 1,7 KH₂ -Punkt dem 11,3 KH_C -Punkt entspricht usw.. Bei einer Addition der Charakteristiken sur Erzeugung der jeweiligen resultierenden Charakteristik findet auch die richtige Frequenzverschiebung statt. Kit anderen Worten kann die Charakteristik des Filtere 41 bei 1,3 KH_S mit derjenigen des Filters 49 bei 1o,9 KH₁ addiert werden. Der Filter 5o mufl in jedem Falle dem Filter 49 gleich sein.

Sind sämtliche Filter fur eine optimale Wiedergabe ausgelegt und ist auaeerdem das unveränderliche Anpaseungsgerät vorgesehen, so verbleibt immer noch eine gewisse Amplituden- und Verzögerungeänderung auf Grund von Änderungen der Übertragungsleitungen in dem

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Frequensband von 13oo Hg bie 21oo Hg. Die gruftten au erwartenden Änderungen der Amplltudendttapfung und der Verzögerung der Kodulationaunhttllenden, welche bei Wählvermittlungsleitungen in der Praxis su erwarten sind, betragen etwa 4 db bsw. 3oo Mikroeekunden. Es wurden bereits Versuche mit verschiedenen Werten der Amplituden-und Verzögerungeverzerrung durchgeführt. Für Amplitudenveraerrungen allein arbeitet das erfindungsgsmäase Modulations- und Demodulationasystem erfolgreich bei einen Amplitudenabfall oder -Anstieg von 5db innerhalb des Frequenz- -

bandea der Breite von 8oo H₈ . Für eine Verzerrung ™

auf Grund einer Verzögerung der Modulationsumhüllenden allein arbeitet das erfindungsgsmäse* Ilodulations- und Deaodulationsajstsm zufriedenstellend bei Ver-Zögerungeveränderungen bis su 4oo Mikrosekunden. Bsi diesen Versuchsergebnissen ist su erwerten, daS die erf indungsgemässe Einrichtung sehr gut und mit geringsten Fehlerwerten in Verbindung mit den meisten gebräuchlichen Telefonleituagen arbeiten kann.

Das erfindungsgemässe Modulations- und Demodulationeey stern, welches nicht die volle Bandbreite

der Telefonleitungen benötigt» lässt noch genügend i

Frequenzbereiche der Bandbreite übrig» um auf darselben Leitung in hohen und/oder niedrigen Frequenzbereichen Feraschreibkanäle einzurichten. Durch Verwendung eines 11oo H₂ -Tiefpasses und eines zusätzlichen Hochpassfilters über 23oo H_s kann man gegebenenfalls zusätzlich noch ein Gespräch führen» während das erfindungsgemässe System über dieselbe Leitung Daten überträgt. Vorzugsweise sollten die Bandfilter zur Abscheidung bestimmter Frequenzbereiche für die Stimmübertragung Frequenzbänder unterhalb 9oo H_z und oberhalb 25oo H₂ durchlassen. Für die gleichseitige Über-

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tragung von digitalmodulierten Signalen und wem. Stiam- oder ?ernschreibsignalen fiber eine geeteinesae Telefonltitung tat ee nur notwendig, ein· eolohe Bandbegrensung der Feraachreib- und/oder TTtI-alfiiale vorBunehmen, daß sie in einen Frequenzbereich liegen, der aueeerhalb de· Frequenzbandes liegt» da· vom den digitalmodulierten Signalen eingenoawien wird.

Se ist durchaus möglich, auch eine 16-phaeige Kodierung vorzunehmen und damit eine weitere Variierung der erforderliehen Bandbreite zu erzielen, wobei unter der Annahme einer Bitgeechwindigkeit von 24oo Bits je Sekunde jeweils Gruppen von 4 Bit· verarbeitet werden und eich ein Modulationsintervall von 1667 Ifikroeekunden bei einer Bandbreite von 6oo H₁ ergibt. Die Menge an eingesparter Bandbreite ist nicht eehr groß und die fehlergrenz· der Fhaeenvereohiebung iat nun auf 11,25 ° herabgeeetet, so daß das System gegenüber Störungegeräuachen empfindlicher iat und die theoretische Orense für eins Frequenzüberaetzung auf nur 18,75 Rz herabgesetzt wird.

Beträgt die gewünschte Wortubertragungsgeschwindigkeit nur 12oo Bits je Sekunde, eo erfordert eine Übertragung mit 8-phaaiger Kodierung eine Bandbreite von 4oo H., eine Übertragung mit 4-phaaiger Kodierung eine Bandbreite von 6oo H₈ und eine Übertragung mit 2-phasiger Kodierung eine Bandbreite von 12oo H₈ Das 4-phaaige System stellt im allgemeinen ein Optimum dar, nachdem für eine Bandbreite von 6oo H₈ kein veränderbares Anpassungsgerät erforderlich ist und die 4-phasige Kodierung gegenüber Störgeräuschen weniger anfällig ist als das 8-pheeige Kodierung·» system. Auch hier gilt, daft ohne die richtige Bandbegrenzung das System für Datenübertragungen Ober unangepaeete Leitungen zur Stimmübertragung nicht geeignet ist.

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Wie bereite gesagt, ist im Falle eines 4-phasigen KodierungssysteniB und einer Wortübertragungsge-Bchwindigkeit von 12oo .Gite je Sekunde die geringste notwendige Bandbreite 600 H₂. Es sei darauf hingewiesen, daß dies den geringeten Wert der erforderlichen Bandbreite darstellt, welche auch größer sein kann. Die Bandbreite soll jedoch nicht eu groß gemacht werden, da sonst Veränderungen der Leitungseigenschaften innerhalb dieser Bandbreite so (fToü werden können, daß 7/iederum ein veränderbares Anpassungsgerät eum Betrieb des Uodulator-Demodulatorsystams erforderlich wird.

Der grundsätzliche Gedanke der Bandbegrenzung ist darin zu sehen, daß man eine geringste notwendige Bandbreite bei guten Ubertragungsbedingungen siehe*stellt, wobei diese geringste Bandbreite der Kehrwert des Modulationsintervalles ist und wobei gleichzeitig die Bandbreite schmal genug gewählt wird, um im wesentlichen sämtliche Übertragungeleitungen gleich erscheinen zu lassen., wodurch ein veränderbares Anpassungsgercit in Wegfall kommt und man zu den oben dargelegten neuen Ergebnissen kommt, die bisher lange ohne Erfolg angestrebt worden sind. Für die normalerweise in Verkehr anzutreffenden Bedingungen erweist sich eine Bandbreite von 800 H_z bei einem liodulationsintervall von 125o Kikrosekunden als besonders geeignet, während es auch möglich ist, bis an eine obere Grenze von I000 H₂ zu gehen und unter Verwendung einas konstanten Anpaesungsgerätes immer noch zufriedenstellende Ergebnisse su erhalten. Kine Bandbreite unter 800 H₂ führt r.u Informationsverlusten, während eine Bandbreite über I000 H₂ ebenfalls zu Infonaationnverlusten führt, we¹ c^v θ ηαί" leit lugsverzerrungen bex αα«αι.

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Dae hler beschriebene System einer 8-phaaigen Kodierung ermöglicht die Übertragung tob 24οο Bit· je Sekunde bei einer Bandbreite von 8oo Hg .Ia Anwendungefalle einer unveränderlichen übertragungsleitung, welche eehr gut zur Erzeugung einer Bandbreite von 16oo H₂ angepaeet werden kann» läeet sich dao erfindungBgemäeee Verfahren zur Übertragung von 4800 Bits je Sekunde verwenden. Das Verhältnis von 3:1 ist für jede gegebene Bandbreite konstant. Beispielsweise kann auf einer Koaxialleitung mit einer Bandbreite von 5o KH₂ die Bitgeschwindigkeit 150000 Bits je Sekunde betragen, wenn eine 8-?hasen Kodierungsteohnik verwendet wird oder die Übertragungsgeschwindigkeit beträgt 100000 Bite je Sekunde bei einer 4-phaeigen Kodierungsweise.

Es eel darauf hingewiesen, daß die Anordnungen zur Phasenmodulation und zur Demodulation in der hler beschriebenen Auebildung auch in anderen DatenUbertragungssystemen mit Vorteil verwendet werden können» die entweder bei einer Bandbreite betrieben werden, die mit der Forderung willkürlich wählbarer Ubermittlungsleitungen nicht im Einklang steht oder welche unter Verwendung ausgewählter Übertragungsleitungen mit besonderen Eigenschaften betrieben werden.

Während vorstehend ein bevorzugtes, Ausführungebeispiel der Erfindung beschrieben worden ist, bietet sich dein Fachmann im Rahmen des der Erfindung zugrunde liegenden Gedankens eine Vielzahl von Abwandlungemöglichkeiten.

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Claims (1)

1. - 53 Patentansprüche:

   1. Verfahren zur übertragung von Daten in digitaler Form über eine Informations- Übertragungestrecke, welche einen Sender, einen Empfänger und einen SignalUbertragungskanal aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Verbindung des Senders mit dem Empfänger über den SignalUbertragungskanal YCHti Sender eine Trägerschwingung der Frequenz f_Q mit einem vorbestimmten Modulationsintervall T abgegeben wird, daß die Trägerschwingung entsprechend sämtlichen, während des Modulationeintervalle cu übertragenden digitalen Baten moduliert wird und daß die modulierte Trägerschwingung für die-Sendung über dem Signalübertragungskanal einem Bandbegrenzungsvorgang unterzogen wird, derart, daß das Durchlaßband einen Itafang von ψ H₂ und eine Mittelfrequenz von f₀ hat.

   2. DatenUbertragungsverfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandbegrenzungsvorgang derart ausgeführt wird, daß sämtliche Telefonleitungen innerhalb des schmalen Durchlaßbandes mittlere Amplitudendämpfungs- und Veraögerungs- VerzerrungB-eigonschaften aufweisen, wobei auf Grund des Bandbegrenzungsvorganges eine zusätzliche Amplituden und/oder Verzögerungsverzerrung durch. Aussiebung derjenigen Signalkomponenten der modulierten Trägerschwingung auftritt, welche auseerhalb des Durchlaßbandes liegen und daß im Zuge des Signalübertragungskanals ein zusätzlicher Anpassungssohritt vorgenommen wird, bei welchem Amplituden- und Ver*ögerungefak*oren in das Sys ten geführt werden, welche sich, invers zu dem resultierenden Amplitudendämpfung«- und/oder

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   Verzögerungsverhalten auf Orund der mittleren Leitungseigenschaften und auf Orund des Bandbegrenzungevorgange· verhalten.

   3. DatenUbertragungeverfahren nach Anspruch 1 oder 2 but zusätzlichen übertragung von Signalen zur Stimmwiedergabe oder von Pernachreibelgnaien, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest «in suaateil ch· β Wechselstroasignal entepreohend der su übertragenden Stimme oder der su Übertragenden Fern-Bchreibinformation erzeugt, daß dieses zusätzliche · Signal einer solchen Bandbegrensung untersogen wird, daß sein Frequenzbereich auaeerhalb des Frequenzbandes des datenmodulierten Trägere liegt und daß dieser und das zusätzliche Wechseletroasigaal gleichzeitig über eine Telefonleitung übertragen werden.

   4. DatenUbertragungsvsrf ahren nach eines der Ansprüche 1 bis 3 tür die Datenübertragung Über eine unangepasste, zur Stinattbertragung dienende Telefonleitung» welche durch wählvermittlung aus einer Vielzahl derartiger Leitungen auswählbar ist, die untereinander jeweils stark unterschiedliche Signalübertragungseigenschaften aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dafi eine Bandpaßfilterung mit linearer Phase und eine komplementäre Kompensation der Amplituden - und Verzögerungeverzerrung der Jeweils gewählten Telefonleitung vorgenommen wird, wobei von den durchschnittlichen Verhalten einer wählbaren Gruppe von Telefonleitungen innerhalb des genannten DurehlaSbandes von ψ H₂ ausgegangen wird. -

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   5. Datenübertragungseinrichtung sur Aueführung dee Verfahren« nach einem der Ansprüche 1 bie 4f gekennzeichnet durch einen Signalgenerator (1) auf der Empfangeaeite, welcher ein Trägereignal mit einem gegebenen Modulationsintervall T erzeugt, welches entsprechend sämtlichen, während des Modulationsintervalls zu übertragenden digitalen Daten moduliert ist, ferner durch senderseitig angeordnete Einrichtungen (3) zur Zuführung des datenmodu-Iiarten Trägersignales zum Signalübertragungekanal (4), weiter durch eine Demodulationaeinrichtung (9) auf der Empfangsseite zur Demodulation des datenmodulierten Trägers, welcher vom Signalübertragungskanal empfangen wird und echlieselich durch im Zuge der Informaticus-Übertragungsetrecke zwischen den Signalgenerator und die Deaodulationseinriohtung geschaltete Filtermittel (2,8), welche so ausgebildet sind, daß sie ein Durchlaufend mit einer Breite von etwa ^ H₂. haben, wobei die Mittelfrequenz f₀ beträgt.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Signalgenerator (1) but Modulation des Trägers eine Modulationseinrichtung (2o,23,27,28) enthält, welche in dem Trägersignal vorbestimmte Fhaeenunteraohiede entsprechend den jeweils zu übertragenden, möglichen Kombinationen derjenigen digitalen Daten erzeugt, weiche in jeweils aufeinanderfolgenden Modulationsintervallen zu Übertragen sind, daß ferner die Demodulationeeinrichtung (9) Mittel (58 bis 7o) zur Prüfung dee Phasenwinkel benachbarter datenmodulierter Trägerabschnitte jeweils während des mittleren Teiles jedes lodulationsintörvaliee baaitzt und daß Einrichtungen (1o4*1o7» 1o8) zum Vergleich der .leweiligen Phasenwinkel

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   im Sinne einer Wiederherstellung der ursprünglichen Form der Übertragenen digitalen Dateninformationen vorgesehen sind.

   7. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet· daß die Filtermittel (2,8) in Zuge dor Iuformationsübertragungsetreclr.i» eutvroder auf der Sonderseite oder aiii¹ ilor Enipfäu^erneito odor nowohl im Sonder als auch im Empfänger engeordnet sind.

   8. Datenübertragungseinrichtung nach eines der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtermittel (2,8) innerhalb ihres DurchlaQbandes ein im wesentlichen Unseres Phaaenverhalten aufweisen.

   9· Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet_v daß der Frequenzbereich eineη linearen PhaBenverhaltens der Filtermittel (2,8) sinn Bandbreite von etwa 8oo U% und eine Mittelvon etwa 17oo H„ aufweiat.

   1o. Datenübortragungseinriohtung nach einem

   der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dafl

   " bei bestimmten Amplituden - und VerzOgerungseigeh-

   Bchaftan des SignalUbertragungskanals die Filtermittel (2,8) ao gewählt sind, daß diese und der Signalübertragung ekoiial zueatnuan ein resi^tierendes Filternetzwerk bilden, welches im Bereich der Bandbreite der Filtermittel im wesentlichen lineare Phasenübertraiigeauch^iten und eine konstante Anplitudenaufwoiot. ^λ

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   11. Datenübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 1o, dadurch, gekennzeichnet, daß der Signalübertragungekanal die Fora einer Telefonleitung (6-4-7) hat» welche willkürlich aus einer Violzahl von Telefonleitungen auswählbar ist, die joweils Signalübertragungseigenschaften aufweisen, die im jeweiligen Bandbreitebereich der Telefonleitungen stark voneinander abweichen, jedoch in einem schmalen, ausgewählten Bandbreitenbereich im wesentlichen angepaßte Amplitudendämpfungs- und Verzögerungseigenschaftan besitzen.

   12. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche fcelefonleltungan (6-4-7) im Bereich des schmalen Durchlaßbaades der Filtermittel (2,8) solche mittlere Elganschaflon der Leitungsdämpfung und der Verzögerung aufweison, daß diese mittels eines konstanten Aivpassungsf Liters kompensierbar sind und daß ferner ein konstantes Anpaeaungsgerät (3) vorgesehen ist, d&a im Zuge der Informationsübertragungestrecke der Einrichtung liegt und konstante Schaltungsteile zur Dempfungakorrektur und zur VerzOgerungskorrektur Qot&ilt, die so gewählt sind, daß eine Anpassung mit Hinblick auf die durchschnittlichen Leitungsei^enschaften erreicht wird.

   13. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch. 12, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils ausgewählte Telefonleitung (6 4-7)» das unveränderliche AnpaaßungBgerät (3) und die Filtermittel (2,8) »In resultierendes Netzwerk bilden, welches im Bereich des Durchlaßbandes der Filtermittel lineare Fasernvö-rzügerungs eigenschaft on und konstante Amplituden-&äapfungseigensch.aften besitzt.

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   14· Datenübertragungseinrichtung nach eine· der Ansprüche 5 bis 13, gekennzeichnet durch susfttsliche Einrichtungen sur gleioluuitigen Übertragung ▼on Signalen, lur Wiedergabe einer S ti—e oder voa

   über den

   susammen mit den ftfttenmoduliorten täge signal, welohe zumindest einen susätsliolwn Bandbegrensungsfllter sur Bandbegronsung der Stisnaignale oder der Pernechreibslgnale auf olnen Prequensbereioh enthalten, welcher ausserhalb dea schmalen DurchlaBbandes der genannten Filtermittel liegt.

   15· Datenttbertragungseizuriehtung naoh einem der Ansprüche 5 bis 14» gekennzeichnet duroh ein« ZeitgebersahaLtung (54*56,97)· welche auf der ΟφΤangsselte des Slgnalflbertragungskanais engeordnet ist and welche von den sur Bandbegrensung dienenden FiItermitteln (2,8) her eine lodulationeumhUllende empfangt, welche eine ψ Sigualkoaponente enthält, die su dem die Daten enthaltenden Teilen der bandbegrensten HodulatlonsumhUllenden eynohronlBiert 1st, wobei die Zeitgebersehaltung eine Detektoreinrichtung(54»56) zur Absonderung der genannten Signalkomponente von dem Trägersignal und einen Zeitselehengenerator (57) enthalt, welcher von dem Ausgengssignal der Detekterelnriohtung geführt 1st«

   16. DatenUbertragungselnrichtung naoh Anspruch 15· dadui'ch gekennseichnet· daß die Detektoreinrichtung (54,56) einen Filter (56) enthalt, dessen Durchlaßband so gewählt 1st, daß nur die genannte « -Slgnalkemponente der Trägerschwingung durchgelassen wird.

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   17· Datenübertragungseinrichtung nach Annprucb 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeltzeichengenerator (57) einen selbsterregten, oteuer-1 aron Schwingkreis enthält, welcher auf eine Prequenc von -m abgestimmt ist und im Sinne einer Steuerung mit dem Ausgang dea genannten Filters (56) verbunden ist.

   10. Datenübertragungseinrichtung nanh einem dor Ansprüche 15 bis 17> dadurch gekennzeichnet, dafl dio jeweilige digitale Datoninforaation durch ein ontsprechendea Signal im Heroich der Maximaluraplituno im wesentlichem in der Mitte jedes Hodulationsintoivnllos dargestellt ist und daQ der Signalgerero tor (1) einen Modulator (2o,23»27,28) zur Erzeugung bestimmter Fhasandifferonzen im datenmoduliertan TrUßöraignal entsprechend den müglichon Datonkoml»ina~ IiGUQn in aufeinanderfolgenden Hodulationsintervullou mthillt, wrihrend empfangnseitig ein differentieller 1 hnaendomodulator (58 bis 7o_f 1o4, 1o7, 1e8) vorgesehen ist, frelchen: Bowohl 'las datenmoduliej 1<^ TiHgei nii^ial, al π a ach die gonannten Zeitzeichen derart zufUUrbar Bind, daß in dom Phaaendemodulaior die l.rarriinglif'ho Form dor übertragenen digitalen Dateninfo rran ti on en wieder hergestellt wird.

   19· rateriUbertragungaeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekannzeichnet, daii die digitalen "nteninfonrationen durch ein entsprenhen deo Signal im Peioich der Majcimalampli iuäe im weaeiit liehen in dur Mitte jedee Modulationeintervalles rl u'gestül i t Mind, und da? der genannte Sipnialgenerator ι I) oin«ip ^rrn juenzmodulator enthalt, welcher an dem ö'Atennioduti.ai'tön TriicercignaJI . orbüstiranite Frequenz-ν ?r£;chi al· iii/rou entsprechend den In nn1 ni nand ο rf öl pendan I'odulnl\m('intervallen auf triftenden l)alt»nlrombi-·

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   vorgesehen ist, welchen eowehl das dateimodulierte Trägersignal als auch daa Zeitseichensignal suftihrbar ist» und welcher die ursprüngliche Fom der übertragenen digitalen Dateninformationen wieder herstellt.

   20. Datenübertragungseinrichtung nach eines der AneprUche 15 bis 17» dadurch gekennzeichnet, dafi die digitalen Dateninformationen durch ein entsprechendes Signal im Bereich der Maximalamplitude in wesentlichen in der Mitte jedes Modulationsintervalle dargestellt sind und daß der Signalgenerator einen

   P Amplituienmodulator enthält, welcher an dem modulierten Trägersignal bestimmte Amplitudenpegel entsprechend den in aufeinanderfolgenden Modulationsintervallen vorkommenden Datenkombinationen festlegt, während auf der Etapfangsseite ein Amplitudendemodulator angeordnet 1st, welchem sowohl das datenmodulierte Trägersignal, als auch das Zeitseiohensignal suf Uhrbar 1st, welcher die ursprüngliche Form der übertragenen digitalen Dateninformatienen wieder herstellt.

   21. Datenübertragungseinrichtung nach An-

   . spruch 18, dadurch gekennzeichnet, dafl der im Qmpfän-" gar angeordnete differentlelle Phasenverechiebungs-Demodulator Einrichtungen (4o,41,42,46,49,51 j 43,44, 47,5o,52) sur Erzeugung eines Paares datenmodulierter Trägeraignale, von denen eines (52) zur Bildung eines Besugsslgnalee um eine Zeltintervall verzSgert ist, welches dsr Dauer eines Modulationeintervolls sntsprlcht, ferner Binrichtunge458,59»6o,61) sur Verzögerung des so gebildeten Beeugesignalse dar leihe nach um abgestufte Betrage sur Bildung einer beetimaten Anzahl von untergeordneten BezugsslgnalaB«

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   weiter Einrichtungen (62,63,64,66) sur Multiplikation je einee der untergeordneten Besugssignale alt dem unversugerten (51) des Paare· von Träger-Signalen sur Erzeugung von Produktsignalen, deren Verseichen von der GrBBe der relativen Phasenwinkel zwischen dem jeweiligen untergeordneten Besugssignal und dem genannten unverzögerten Trägersignal des Signalpaares hängt, wobei das Vorseichen der einen Polarität auftritt, wenn die SrSSe der relativen Phasenwinkel kleiner als 90° ist, während das Zeichen der entgegengesetzten Polarität auftritt, wenn die Größe des relativen Phasenwinkels größer als 90° ist und schliesslich eine Einrichtung (1o4i 1o6) sur Untersuchung und Dekodierung der Vorzeichen der genannten Produktsignale enthält»

   22. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet» daß Steuermittel (67,68, 69» 7o) zur Steuerung des Ausganges der Hultiplikationseinrichtungen (62,63,64,66) im Takte der Zeitseichensignale vorgesehen sind.

   23· Datenübertragungseinriohtung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitgeberschaltung (54,56,57) eine susätzliche Stufe zur Abgabe eines weiteren Zeitzeichens aufweist, dessen Wiederholungsgeschwindigkeit der Übertragungsgeschwindigkeit der su Übertragenden Daten entspricht und welches sur Steuerung einer Ausgangsstufe (1o7,1o8) dient, welche Daten entsprechend der sandersaiUgan Dateneingabegeschwindigkeit abgibt.

   24. Datenübertragungseinrichtung nach Anspruch 23, driduxch gekennzeichnet, daß dio Ausgangsstufe . (1o7i

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   1o8) eine Selb· von Speichern (1o8) enthält» deren Ansahl der Zahl möglicher Iiiasenverechiebungen de· durch Phasenverschiebung kodierten Träjercicnaloe entspricht, wobei in jedes Speieher eine binäre Bitkombination entsprechend einem gewählten Zuordnung·- eohema der binären Bitkombinat ionen derart gespeiohert let» defl au einer bestimmten Zelt in jedes Pail· eine derartige Bitkoabination abgegeben wird, welche jeweils von dem Phasenwinkel iwiechen aufeinander folgenden Phasenlagen dee durch Phasenverschlebung kodiertem Signaleβ abhängig ist· '

   25. Datenübertragungseinrichtung nach Ansprach 24» dadurch gekennzeichnet, dafi die Sinriohtung iur Untersuchung und sur Dekodierung der Vorseiohen der Produkteignale eine Vlelsahl τοη ÜID-Schaltgliedern (1o4), deren Zahl der Ansahl möglicher Phaaenlagen de· durch Phasenverschiebung kodierten Signale· entspricht, tBTBMT ZufUhrungeeinrichtung (1oe_v 1©1,1o2, 1o3,1o6) zur Weitergabe der positiven und negatlTsa Signala an die UND-Schaltglieder, welche Inverter ( I06) zur Oadrehung des Vorseichene bestimmter Signale entsprechend einem gewählten Eodierungeechema enthalten» eo dafl bei einer bestimmten Vorseiehenkombination nur eines der UHP-Schaltglleder an allen Eingangsleitungen Signale gleicher Polarität empfängt, sowie von dem UND-Sehaltglieder gesteuerte Schaltmittel (1o7) enthält, welche mit einer der Bingabegeschwindigkeit der binäron Daten entsprechenden Wiederholungegeschwindigkeit auftretende Zeltselehensignale (57) su einem bestimmten, jeweils von dem genannten UND-Schaltgliedern ausgewählten Speicher (I08) der genannten Vielzahl von Speichern weiterleiten.

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