DE1766457C - Parallel Datenubertragungsanlage - Google Patents

Description

Parallel urceugte Datensignale, beispielsweise sehen den Trägern tat gleich der halben Datcnfrcsolche von Fernmeßeinrichtungen, werden hiiufig In quenz der Datensignale, üio Datensignal können einem Parailel-Serien-Multiplexumsetzer zur Über- empfangsseitig durch eine Restseitenband-F Iterung tragung an einen entfernten Ort kombiniert, Dort (VSB) des empfangenen Signals, Demodulation des wird in einem Empfänger ein Serien-Parallel-Multi- 5 gefilterten Signals und eine Abtastung wiedergewon-

plexumsetzcr benutzt, um die parallelen Datensignale non werden. Die VSB-ßandpaßnlter stellen einen

wiederzugewinnen, Die Verwendung von Zeitmulti- Hauptfaktor bei den Kosten des oben erläuterten

ploxverfahren erhöht die Koston für die Sende- und Systems dar.

Empfangsiuisrüstungen, führt aber zu einer besseren Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die

Ausnutzung der verfügbaren Bandbreite. Der Grund io Restseitenbandfllterung der beschriebenen Anlage zu

dafür, daß die heute verwendeten Parallel-Übertra- vermeiden, Diese Aufgabe wird durch die im An-

gungsverfahren zu einer schlechteren Ausnutzung der spruch I angegebene Erfindung gelöst.

Bandbreite führen, liegt darin, daß Schutzbiinder Empfangsseitig können die Datensignale dann

oder -kanüle zwischen benachbarte Signalbänder ohne aufwendige Restseilcnbandfilter wiedergewon-

oclcr -kanüle eingeschaltet werden um Störungen 15 nen werden, Es genügen beispielsweise einfache Tief-

zwischen den Kanälen zu vermeiden. Auch wenn paßfilter, so daß auf diese Weise die Kosten für die

Filter mit scharfen Grenzfrequenzen gebaut werden Anlage beträchtlich gesenkt werden können,

könnten, so daß parallele Signalkanäle dicht neben- Die Erfindung kann bei jeder Trägerfrequenz und

einander ohne Störungen zwischen den Kanälen jeder Datenfrequenz benutzt werden. Die Träger

angeordnet werden könnten, so würde trotzdem ao frequenz braucht kein Vielfaches der Datenfrequenz

die von jedem Signalkanal benötigte Bandbreite die zu sein, obwohl die Unterschiede zwischen den

Nyquist-Bandbreite des übertragenen Signals über- Trägerfrequenzen dieser Beziehung genügen müv

steigen. sen.

Die Parallelübertragung weist jedoch einen großen Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Vorteil gegenüber einer Serienübertragung auf. Eine 25 Hand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Es betrifft zwar eine Gruppe von Schmalbandsignalen, die parallel über Parallel-Übertragungsanlage mit drei Kanälen, aber einen dispersiven Breitband-Übertragungskanal ge- die benutzten Verfahren lassen sich auf Parallelgt'ben werden, leidet weniger unter den Auswirkun- Übertragungsanlagen mit zwei oder mehreren gen einer Verzögerungsverzerrung als ein Breitband- Kanälen anwenden. Wenn die Zahl der Kanäle zu-Seriensignal mit dem gleichen Informationsgehalt. 30 nimmt, nähert sich die Bandbreitenausnutzung der Zur Erzielung einer vollen Ausnutzung der Band- idealen Nyquist-Grenze. Eine repräsentative Anlage breite in einem Serien-Übertragungssystem werden zur Übertragung von Daten über Fernsprech-Sprachim Empfänger häufig Amplituden- und Verzöge- kanäle kann 10 Kanäle mit den Trägerfrequenzen rungsausgleicher eingeschaltet. Bei der Wahl zwi- 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, sehen einem Breitband-Serienübertragungssystem und 35 2400 und 2600 Hz enthalten. Eine Datenfrequenz einem Schmalband-Parallelübertragungssystem für von 200 Symbolen je Sekunde würde zu einer GeDaten sollte man daher die Kosten für die End- samt-Datenfrequenz von 4000 Symbolen je Sekunde Stellen-Ausrüstungen mit den Kosten für die erfor- mit einer Bandbreiten-Ausnutzung von 2200 Hz füh derliche Bandbreite des Kanals vergleichen. ren Fs 7<»igt

Es sind Systeme entwickelt worden, um die Band- 40 Fig. 1 das Blockschaltbild der Datensendestation,

breilcnausnutzung in Parallelübertragungssystemen F i g. 2 das Blockschaltbild der Datenempfangs-

wirksam zu erhöhen, so daß die der Parallcluberiru- it. ·.'·»!,

uung eigenen Vortei¹«· i»hnc ν ..■., ·., .-cller It- ig. 3 die durch den Sent!.' isatn ί ig. i ei

"■·■>. ' ^ ..:.·:· « --.Λ ..-ι,ί.ν,η. Bei einem solchen zcUj,*.^ Signalspektren,

System wird ein erstes Trägersignal mit einem ersten 45 Fig. 4, 5 und 6 jeweils Frequenzspektren von Si-

lnformationssignal und ein zweites, um W) phasen- gnalen, die in einem individuellen Kanal des Emp-

verschobenes Triigersignal mit einem zweiten Infor- fängers in Fig. 2 nach der Demodulation und Filte-

malionssignal moduliert. Zur empfangsseitigen Tren- rung erscheinen.

nung der beiden Infoimationssignale wird jedes mo- Fig. 3 zeigt drei in ihrer Phase zueinander in Be-

dulicrtc Signal so gefiltert, daß die störenden Fre- 50 ziehung stehende Trägerwcllen mit den Frequen-

c|uenzkomponenten des anderen modulierten Signals zen/1, B und C, die harmonisch zueinander in Be-

symmcirisch mit Bezug auf die Trägerfrequenz liegen. ziehung stehen und von denen jede von benachbarten

Das gefilterte Signal wird produktdemoduliert, um Trägern einen Frequenzabstand la besitzt. Jede der

das unveränderte Informationssignal zu gewinnen. Trägerwellen A, B und C besitzt eine erste Kompo-

Weitere Systeme sind entwickelt worden, um 55 nente und eine zweite, um 90 phasenverschoben):

Informationssignale über eine Vielzahl von sich über- Komponente, die nachfolgend als Paar bezeichne!

läppenden Signalkanälen unter Verwendung von werden. Eine Gruppe von abwechselnd der erster

Verfahren mit um 90° phasenverschobenen Trägern und der zweiten Komponente der Paare ist in ihrei

zu übertragen. Diese Systeme erfordern komplizierte Amplitude durch eine erste Gruppe von in iiirei

Korrelations- und Speichergeräte, um unabhängige 60 Bandbreite begrenzten Datensignalen modulier

Signalinformationen in den Kanälen wicderzugewin- worden, die zueinander in Phase liegen und modu

nun. Sie sind daher zu aufwendig, um trotz der lierte Trügersignalc liefern. Die restlichen Kompo

Bandbreiteneinsparungen eine Verwendung zu recht- nenten der Trägerwellen A, B und C bilden ein«

■fertigen. zweite Gruppe von abwechselnd der ersten und de

Eine vorgeschlagene Anlage weist eine Vielzahl 65 zweiten Komponente der Paare, die auf glcicln

von zueinander in Phasenbezielning stehenden bar- Weise durch eine zweite Gruppe von in ihrer Band

monischen Trägern auf, die von einer Vielzahl von breite begrenzten, zueinander in Phase liegcndei

Datensignalen moduliert weiden. Der Absland zwi- Dalcnsignalcrs amplitudenmoduliert worden sind

Jedes der in ihrer Bandbreite begrenzten Daten- gen und der Frequenzteiler 12 bei negativen Übersignale weist eine ähnliche spektrale Form und eine gUngcn des Signals vom Oszillator 10 weiter, Dos Datenfrequenz auf, die gleich dem Trügerabstand ersie Zeitslcuerungssignal auf der Leitung 13 steuert (d.h. la) ist, so daß jede der modulierten Träger- drei phasenstarre Oszillatoren 16, 17 und 18. Jeder wellen sich mit einem um 90" phasenverschobenen 5 dieser Oszillatoren .16, 17 und 18 ist so eingestellt, Siörsignal der gleichen Frequenz und vier Uberlap- daß or auf einer Harmonischen der Frequenz 4« penden Signalen der beiden benachbarten Kanäle (d.h. k, k + l, k+2) schwingt. Das Ausgungssignal überschneidet. jedes der Oszillatoren 16, 17 und 18 wird durch Fre-Jedes der zweiten Gruppe von Datensignalen weist quenzteiler 19, 21, 22, 23, 24 und 26 geteilt, um drei eine feste zeitliche Beziehung zu jedem der ersten io Paare von harmonisch zueinander in Beziehung sle-Gruppe von Datensignalen auf. Wenn die modu- henden Trägcrwellenkomponenten zu erzeugen, Jedes ¹ lierlen Trügersignale über ein nicht dispersives Über- Paar ist durch die Frequenz la gelrennt, aber jede tragungsmedium ohne Störungen zwischen Kanälen Trügerwelle weist sowohl eine erste als auch eine übertragen werden sollen, muß jedes Datensignal der zweite um 90 phasenverschobene Komponente auf.

Komponente der Trägerwellen muß genau um 90' ben gegen die Trügerwellcnkomponenlen um Aus-

gegen jede zweite Komponente der Trägerwellen- gang der Frequenzteiler 21. 23 und 26 sind.

phasen verschoben sein. ao Das erste Zeitsteuerungssignal auf der Leitung 13

Um beispielsweise das Datensignal, das die erste veranlaßt Gatter 27, 28 und 29, Daten von einer Komponente der Trägerwelle B moduliert, aus den Vielzahl von Datenquellen (nicht gezeigt) über spekin Fig. 3 gezeigten, zusammengesetzten, sich über- tralformende Tiefpaßfilter 31, 32 und 33 zu Modulappenden und störenden Signalen wiederzugewin- latoren 34, 36 und 37 durchzulassen. Die erste Komnen, bildet man zur Gewinnung eines Produktsignals as ponenie des phasenstarren Oszillators 16 wird vom das Produkt des zusammengesetzten Signals mit Frequenzteiler 19 über eine Leitung 38 an den Moeiner Trägerwelle, die die gleiche Frequenz und dulator 34 angelegt. Die zweite Komponente des Phase wie die erste Komponente der Trägetwelleß phasenstarren Oszillatorsl7 wird vom Frequenzteiler besitzt. Das störende, um 90" phasenverschobene 23 über eine Leitung 29 an den Modulator 36 gege-Signal führt dann zu Komponenten doppelter Fre- 30 ben. Die erste Komponente des phasenstarren Oszilquenz, die aus dem Produktsignal durch ein ein- lators 18 wird vom Frequenzteiler 24 über eine Lei faches Tiefpaßfilter entfernt werden können. Die sich tung 41 an den Modulator 37 angelegt. Hs zeigt sich überlagernden Signale können mit Hilfe eines geeig- dann, daß eine Vielzahl von in Phase liegenden Danet ausgebildeten Tiefpaßfilters symmetrisch mit Be- tensignalen mit einer Datenfrequenz la abwechselnd zug auf die »Punktfrequenz« (d. h. ä) gemacht 35 erste und zweite um 90· phasenverschobene Koniwerden so daß alle vier sich überlappenden Signale ponenten einer Vielzahl von Trägerwellen modu-7u Jen nbtiiri.cit,>unkten durch Nu" gehen. Heren, die einen Frequenzabstand 2« voneinander

Es zeigt sich, daß jedes der Datensignale aus dem haben.

zusammengesetzten Signal durch eine Produkil ii- Aul entsprach mik Weise vt:ramarU das zweite um Jo.ig der. zusammengesetzten Signals mit der inter- 40 90' nhasenverschobene '/..i-sw· rui.j: »signal auf tio; (•■;sKii^xnuii\ nägerwellenkomponente, durch eine Leitung 14 da:ier42. 43 *>ΐκ» ίΐ nie 'ielzahl von Filterung :> '.t einem geeignet ausgebildeten Tiefpaß- Du.rsi: »aler. aus nicht aercigtc:: ·:' ,eilen übci Tief· filter i;mi, du·«.¹·. Abtastung der Abtastzeitpunkte Uir r, ■ ,_:.<er 46 47 und 4K an Mo.iul.iv>· ■ <^f| ?5 ■-. . das interessierende Datensignal wiedergewonnen Si zu übertragen. Die zweite, die erste und die /weite werden kann. Das zusammengesetzte Signal könnte 45 Komponente der phasenstarren Oszillatoren 16. 17 auch vor der Produktbildung durch ein Bandpaßfilter bzw. 18 werden von den Frequenzteilern 21, 22 bzw. gehen. Dann wären jedoch unterschiedliche Band- 26 über Leitungen 53,54 und 56 an die Modulatoren paßfilter für jeden Träger erforderlich, die schwie- 49, 51 und 52 gegeben. Die Ausgangssignalt der riger aufzubauen als Tiefpaßfilter sind, die alle die sechs Modulatoren 34, 49, 51, 36, 37 und 52 werden gleiche Frequenz haben. Außerdem würde, wenn die 50 zur Übertragung in einem linearen Addierer 57 Symmetrie der sich überlappenden Signale durch addiert, zusammen mit einen* amplitudenmodulierten Bandpaßfilter erreicht würde, trotzdem in jedem Pilotton. Dieser wird durch Teilung des ersten Zeit-Kanal ein Tiefpaßfilter erforderlich sein, um die Steuerungssignals auf der Leitung 13 in einem Fredurch die Produktbildung der um 90 phasenvcr- quenzteiler 58, Formung des geteilten Signals in schobenen Störsignale erzeugten Komponenten dop- 55 einem Tiefpaßfilter 59 und Modulation eines durch pelter Frequenz zu entfernen. einen phasenstarren Oszillator 61 mit der Frequenz

In Fig. 1 ist ein vielkanaliger Datensender unter la (k 1) erzeugten Trägers mit dem geformten

Anwendung der erfindungsgemäßen Grundgedanken Signal erzeugt. Auf diese Weise wird das in Fig. 3

gezeigt. Die Zeitsteuerung der Daten in den verschic- gezeigte Signal auf das Übertragungsmedium 62 ge-

dencn Kanälen und die Frequenz und Phase der ver- 60 geben.

schiedenen Trägerwellen wird durch einen Mutter- In dem in Fig. 2 gezeigten Empfänger wird das

oszillator 1.0 mit einer Ausgangsfrequenz 4a über- zusammengesetzte Signal vom Übertragungsmedium

wacht. Diese Frequenz wird durch zwei Frequenz- 62 an ein Bandpaßfilter 63 in Reihe mit einem Hiil-

teiler 11 und 12 geteilt, die in Phase liegende erste lendetektor 64 angelegt. Das auf der Leitung 66 er-

und zweite, um 90° phasenverschobene Zeitsteue- 65 zeugte Signal synchronisiert einen phasenstarren Os-

rungssignale mit einer Frequenz 2a auf der Leitung zillator 67 mit einer Frequenz 4«. Zwei um den Fak-

13 bzw. 14 liefern. Der Frequenzteiler 11, der ein tor 2 teilende Schaltungen 68 und 69 erzeugen ein

Flin-FloD sein kann, schaltet bei positiven Übergün- erstes und ein zweites, um 90 in der Phase verscho-

bencs Zeitsteucrungssignal für den Empfänger auf den Leitungen 71 bzw. 72. Wie beim Sender wird das erste Zeitsteuerungssignal zur Synchronisation von drei phasenstarren Oszillatoren 73, 74 und 76 benutzt. Um den Faktor 2 teilende Schaltungen 77, 78, 79. 81, 82 und 83 liefern die ersten und die zweiten um 90 phasenverschobenen Komponenten der drei Trüget wellen mit den Frequenzen 2a (k), 2a(k + \) bzw. 2fl(& + 2). Das empfangene Signal wird außerdem über eine Leitung 84 an sechs Demodulatoren 85, 86, 87, 88, 89 und 91 angelegt. Die von den um den Faktor 2 teilenden Schaltungen 77, 78, 79, 81, 82 und 83 erzeugten Trägerwellenkomponenten werden über Leitungen 92, 93, 94, 96, 97 und 98 an die Demodulatoren 85, 86, 87, 88, 89 und 91 gegeben. Die Ausgangssignale dieser Demodulatoren laufen über Tiefpaßfilter 99, 101, 102, 103, 104 bzw. 106. Jedes Tiefpaßfilter ist spektral ähnlich wie die anderen Tiefpaßfilter und die im Sender verwendeten Filter 31, 46, 47, 32, 33, 48 und 50 geformt.

Die Frequenzspektren der Signale, die am Ausgang der Tiefpaßfilter 99, 101. 102, 103, 104 und 106 auf den Leitungen 107, 108, 109, 111, 112 und 113 erscheinen, sind in den Fig. 4a, 4b, 5a, 5b, 6a bzw. 6 b gezeigt. Das um 90° phasenverschobene Störsignal wird durch die Demodulation mit der örtlich erzeugten, um 90 phasenverschobenen Trägerwellenkomponenten und anschließende Filterung entfernt, so daß die in den vorstehend genannten Figuren gezeigten Signale nur Störungen von benachbarten Kanälen enthalten. Die beiden Endkanäle (Fig.4 und 6) weisen jeweils zwei Störsignale auf, da nur ein benachbarter Kanal vorhanden ist, während die in Fig. 5 gezeigten Signale jeweils vier Störsignale besitzen, da zwei benachbarte Kanäle vorhanden sind. Man beachte, daß sich aus den in den Fig. 4, 5 und 6 gezeigten Frequenzspektren der Unterschied zwischen den darin enthaltenen Signalen nicht herauslesen läßt, da die Störsignale den gleichen Teil der Frequenzspektren einnehmen und alle in ihrer Bandbreite begrenzte Signale mit der Punktfrequenz (d. h. <i) darstellen, die in den Abtastzeitpunkten für den jeweiligen Kanal durch Null gehen. Daher wird jedes Signal auf den Leitungen 107, 111 und 112 durch das erste Zeitsteuerungssignal in Abtastschal-Hingen 114. 116 bzw. 117 abgetastet, während die Signale auf den Leitungen 108, 109 bzw. 113 durch das zweite um 90' phasenverschobene Zeitsteuerungssignal in Abtastschaltungen 118, 119 bzw. 121 abgetastet werden, um die in den ursprunglichen Signalen enthaltene Information auf den mit den Buchstaben <i. /». c, </, e und / bezeichneten Leitungen zu liefern.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Parallel-Datenübertragungsanlage für eine Vielzahl von modulierten Trägerwellen, die in bestimmten Zeitintervallen eine feste Phasenbeziehung zueinander aufweisen und von denen je zwei (im folgenden als Paar bezeichnet) mit gleicher Frequenz gegeneinander um 90° phasenverschoben sind, bei denen sich ferner die Frequenzen der Trägerwellenpaare durch den doppelten Wert der Datensignalfrequenz voneinander unterscheiden, gekennzeichnet durch eine SO ^J-Phasenbeziehung zwischen den Datensignalen der Trägerwellenpaare und eine 90°-Phasenbeziehung zwischen den Datensignalen der jeweils ersten Trägerwelle benachbarter Paare sowie durch eine Vielzahl von Filtern (99, 101) auf der Eimpfangsseite, von denen jedes individuell an den Ausgang eines Demodulators (85) angeschaltet ist, mit Abtasteinrichtungen (114, 118), die das Ausgangssignal der jeweiligen Filter in Zeitpunkten abtasten, die der Phasenlage der übertragenen Datensignale entsprechen.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Modulator (34) auf einen Trägerstrom einer gegebenen Frequenz und Phase anspricht, daß ein zweiter Modulator (49) auf einen zweiten Trägerstrom anspricht, der die gleiche Frequenz wie der erste Trägerstrom hat und gegen diesen um 90° phasenverschoben ist, daß ein dritter Modulator (51) auf eine Trägerfrequenz anspricht, die gegen die Frequenz des ersten Trägerstroms um die doppelte Datensignalfrequenz verschoben ist und zu einem vorbestimmten Zeitpunkt eine feste Beziehung zu dem ersten Trägerslrom hat, daß ein vierter Modulator (36) auf einen Trägerstrom anspricht, der die gleiche Frequenz wie der dritte Trägerstrom besitzt und gegen diesen um 90 phasenverschoben ist, daß eine erste Gruppe von Datensignalen (Daten a) einer gegebenen Phasenbeziehung an den ersten Modulator angelegt ist, daß eine zweite Gruppe von Datensignalen (Daten b) an den zweiten Modulator angelegt ist, die eine 90^r-Phasenbeziehung zu den an den ersten Modulator angelegten Datensignalen besitzen, daß eine dritte Gruppe von Datensignalen (Daten r) an den dritten Modulator angelegt ist, die die gleiche Phasenbeziehung wie die an den zweiten Modulator angelegten Datensignale haben, und daß eine vierte Gruppe von Datensignalen (Daten d) an den vierten Modulator angelegt ist, die die gleiche Phasenbeziehung wie die an den ersten Modulator angelegten Datensignale haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen