DE1762478A1 - Verfahren zur digitalen Datenuebertragung auf Fernsprechleitungen - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Heinz Ciaessen

Patentanwalt 1 7 R ? Λ.

7 Stuttgart-Feuerbaeh ' '^¹⁺

Kurze Straße 8

ISE/Reg. 3921
J.T.L.Sharpe -1

INTEHNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Verfahren zur digitalen Datenübertragung auf Femsprechleitungen

Die Priorität der Anmeldung Nr. 30285/67 vom 30.6.1967 in Großbritannien wird in Anspruch, genommen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur digitalen Datenübertragung auf Fernsprechleitungen, bei dem das Frequenzspektrum der Signale bei Null beginnt. Die zur Übertragung verwendeten Fernsprechleitungen haben einen Frequenzbereich von 300 bis 3000 Hz.

Bei der Übertragung von Signalen, deren Frequenzspektrum bis Null reicht, ist eine Umsetzung des Eingangsfrequenzspektrums erforderlich. Diese Umsetzung erfolgt durch Modulation einer Trägerschwingung mit dem Eingangssignal. Als Modulationsergebnis treten zwei Seitenbänder der Trägerfrequenz auf, so daß bei Amplituden- und bei Phasenmodulation, die im allgemeinen Bei der Datenübertragung verwendet werden, für das Signal eine doppelt so große Bandbreite wie vor der Umsetzung erforderlich ist. Es ist bei allen Systemen, bei denen die verfügbare Bandbreite optimal ausgenützt werden soll, sehr unerwünscht und man bemüht sich daher, Maßnahmen zu treffen, bei denen die wirksame Bandbreite erhöht werden kann. Mit solchen

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Maßnahmen kann man daher die Übertragungsgeschwindigkeit bis zum Faktor 2 erhöhen.

Mit der Erfindung wird ein Verfahren angegeben, das zur Lösung der angedeuteten Aufgabe dient.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten zuerst einer Filteranordnung in zwei Frequenzbereiche aufgeteilt werden, daß anschließend mittels einer Phasenschieberanordnung aus den Signalen im zweiten Frequenzbereich zwei um 90 gegeneinander verschobene Komponenten erzeugt werden, daß weiter einerseits die Signale des ersten Frequenzbereiches und die eine Komponente zur Modulation einer Trägerfrequenz und andererseits die zweite Komponente zur Modulation der um 90° verschobenen Trägerfrequenz verwendet werden und daß anschließend die beiden modulierten Signale summiert und dann auf die Leitung gegeben werden.

Es werden hierbei die Signale des zweiten Frequenzbereiches als Einseiten-Bandsignal und die ^üignale des zweiten Frequenzbereiches als Zweiseiten-Bandsignal übertragen. Hierdurch erreicht man, daß sich das Eingangssignal den Verhältnissen bei Zweiseitenbandübertragung in einer viel größeren Bandbreite nähert; da die synchrone Demodulation eines Einseitenbandes oder eines Zweiseitenbandes auf die gleiche Weise erfolgt, genügt zur Demodulation des zusammengesetzten Signals ein einzelner Demodulator.

Die Erfindung wird nun anhand der Figur näher erläutert.

Das Eingangssignal gelangt zuerst über ein nicht gezeigtes Tiefpaßfilter mit dem die Frequenzen, die nicht zum Nechrichteninhalt beitragen, ausgesiebt werden. Das Signal gelangt dann auf eine Filteranordnung, die ein Tiefpaßfilter LF und ein Hochpaßfilter HF enthält. Der höherfrequente Anteil gelangt

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dann auf ein Differenzphasenschiebnetzwerk PSN, zusammen mit einer tonfrequenten Synchronisierfrequenz Ao-t. Ein für diese Zwecke geeignetes Phasenschiebnetzwerk ist in dem Aufsatz "Properties of Some Wide-Band Phase Splitting Networks" von D.G.C.Luck, Proc. I.R.B., Vol. 37, Nr. 2, Februar 194-9, S. 145 beschrieben. Eines der Aus gangs signale ^₁ (~c) des Phasenschiebnetzwerkes gelangt dann zu einer Summierstufe SUM 1, in der es mit dem Ausgangssignal des Filters LF zusammengeführt wird. Das kombinierte Ausgangssignal wird zur Modulation* einer Träge rs chwingung Äin -C t im Modulator MOD 1 verwendet. Das andere AuBgangssignal ^f ₂( *O) des Phasenschiebnetzwerkes dient zur Modulation einer zweiten Trägerschwingung cos<<J_ct im Modulator MOD 2. Die beiden Trägerfrequenzen haben die gleiche Frequenz und sind um gegeneinander verschoben. Die beiden modulierten Träger werdnn dann im Netzwerk SUM 3 kombiniert und das kombinierte Signal gelangt über ein Nach-Modulations-Tiefpaßfilter LFP zur Leitung.

Durch das Kombinieren der Ausgangssignale von MOD 1 und MOD 2 wird eines der Seitenbänder unterdrückt, das sich aus der Modulation der beiden Trägerfrequenzen von ^ - («J ) bzw. ζ' ο ( **- ) ergibt. Die verbleibenden Seitenbänder wirken gemeinsam. Das Ergebnis ist ein Seitenbandsignal, das die niederfrequente Information enthält. Bezeichnet man das modulierende Signal mit sin ^t und die Trägerfrequenz mit xC _ , dann ist das Ausgangssignal von MOD 1:

sin.Wt · 8in.*Ot = A cos (.*0 -A0)t - i cos CcJ₀ +«O)t (1)

C Cm C £ C

und dasjenige des Modulators MOD 2:

1 1

cosA*>_ct »cos.Ut = ·£ cos (<ui_c- A*>)t + Tj· cos (A^_c+u))t (2)

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Bei der Addition von(1) und (2) hebt sich das obere Seitenband auf und es bleibt:

ooe (χ·^ι _Λ - .-ω ) t.

Die volls-bändige Unterdrückung des unerwünschten Seitenbandes "bis zur Trägerfrequenz ist mit realen Phasenschiebern unmöglich. Mit LOR- oder CR-Phasenschiebern tendiert die Phasenverschiebung gegen Null bei der Frequenz Null und bei digitalen Phasenschiebern ergibt die Welligkeit in der Amplitude eine ähnliche Begrenzung. Verwendet man ein Moduliersignal, dessen Spektrum bis zur Frequenz Null herabgeh*, dann ergibt sich ein Restseitenbandsignal, wobei die Breite des Restseitenbandes von dem Niederfrequenzverhalten des Phasenschiebers abhängt und dessen Kurvenform vom Verhältnis zwischen Phase und Frequenz des verwendeten Phasenschiebernetzwerkes.

Durch
/die Aufteilung des Eingangssignales, wie sie oben angegeben wurde, und die Erzeugung eines zusammengesetzten modulierten Signales wird erreicht, daß sich das Signal auf der Auegangsleitung den Verhältnissen der Zwei -^eitenbandübertragung bei einer wesentlich größeren Bandbreite nähert. Das Leitungsspektrums des zusammengesetzten Signales ist sehr ähnlich dem Spektrum eines Restseitenbandsignales.

Die Synchronisierfrequenz sin»*J.jt wird, wenn sie dem höherfrequenzten A_nteil vor der Eingabe in das Phasenschiebernetzwerk PSN hinzugefügt wird, als Teil des Einseitenbandsignale s übertragen. Sie kann aber auch dem Ausgang <^£ t ( hinzugefügt werden, wie in der Figur durch die gestrichelte Leitung,die zur Summierstufe SUM 2 führt, angedeutet. Es kann aber auch eine zweite Synchronisierfrequenz sin U) g t in diesem Punkt zusätzlich zur ersten Synchronisierfrequenz hinzugefügt werden. Die frequenz, die hinter dem Phasen-

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schiebernetzwerk hinzugefügt wird, wird in jedem Fall als Zweiseitenbandsignal übertragen.

5 Patentansprüche

1 Bl. Zeichn., 1 Fig.

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Claims (5)

1 76 2 A 7 ISE/Reg, 3921 - 6 - Patentansprüche

1.)Verfahren zur digitalen Datenübertragung auf Fernsprechleitungen, bei dem die digitalen Daten eine Trägerfrequenz modulieren, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten zuerst mittels einer FiIteranordnung in zwei Frequenzbereiche (LF, HF) aufgeteilt werden, daß anschließend mittels einer Phasenschieberanordnung (PSN) aus den Signalen im zweiten Frequenzbereich (HF) zwei um 90° gegeneinander verschobene Komponenten erzeugt werden, daß weiter einerseits die Signale des ersten Frequenzbereiches (LF) und die eine Komponente (p*(*S)) zur Modulation einer Trägerfrequenz (sin*o„t) und andererseits

(φιί/iSn ^c ο

die zweite Komponenttr zur Modulation der um 90 verschobenen Trägerfrequenz (cos «o t) verwendet werden und daß anschließend die beiden modulierten Signale summiert und dann auf die Leitung gegeben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Phasenschieberanordnung ein Differenzphasenschiebernetzwerk ist.

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Signalen im zweiten Frequenzbereich vor der Modulation ein tonfrequentes Synchronisiersignal hinzugefügt wird.

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4-. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das tonfrequente Synchronisiersignal nach der Phasenschieberanordnung und nur einem Ausgangssignal derselben hinzugefügt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die summierten Modulatorausgangssignale vor der Aussendung einem Tiefpaß zugeführt werden.

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L β e r s β i t e