DE1934869B2

DE1934869B2 - Verfahren uns schaltungsanordnung zur kodierung asynchroner binaerer digitalsignale

Info

Publication number: DE1934869B2
Application number: DE19691934869
Authority: DE
Inventors: Nobuo Sato Yuichi Tokio Inoue
Original assignee: Nippon Telegraph And Thelephone Public Corp Tokio
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1968-07-09
Filing date: 1969-07-09
Publication date: 1971-05-19
Also published as: DE1934869A1; US3627946A; FR2012587A1; GB1279676A; JPS4814845B1

Description

ι 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Da andererseits nach dem Festindexverfahren der

Schaltungsanordnung zur Kodierung eines zu einer Zustand (»1« oder »0«) der asynchronen Digitalsignale

Taktimpulsfolgc asynchronen binären Digitalsignals, und das durch die Kodierung des Zeitsprungs gewon-

das zusammen mit der Taktimpulsfolge auf einer nene Signal in vorgegebenen Zeitintervallen übertragen

Übertragungsleitung, z. B. einer PCM-Strecke, über- 5 werden, werden wie beim Gleitindexverfahren drei

(ragen wird. Bits je Sprung gebraucht. Unter den sich aus der Ver-

Öber eine PCM-Übertragungsleitung gesendete wendung von drei Bits ergebenden Kodeformen dienen

Signale besitzen im allgemeinen die Form von Fm- zwei zur Anzeige des Zustande und die restlichen

pulszügcn, so daß sich solche Signale zum Übertragen sechs zur Anzeige der Sprungzeit. Somit ist die

von Digitalsignalen eignen, die nur die beiden logischen io Datenübertragungsgeschwindigkeit der asynchronen

Schaltzustände »1« und »0« haben. Bei der bekannten Datensignale gleich f_s/n, und der maximale Quanti-

Übcrtragung von asynchronen Digitalsignalen über sierungsfehler ist gleich ±1/2 · (2_ro-i). Da der den

eine PCM-Übertragungsleitung werden die asyn- Datenzustand darstellende Impulszug für den logischen

chronen Digitalsignale durch einen Taktimpuls des Zustand konstant gesendet wird, ist bei diesem Ver-

PCM-Systems abgetastet und dann ohne Kodierung 15 fahren die Wirkung eines Fehlers auf die PCM-Über-

übertragen, oder es wird die Sprungzeit der asyn- tragungsleitung klein, wodurch eine Datenübertra-

chronen Datcnsignale quantisiert und zur anschließen- gungsgeschwindigkeit erreicht werden kann, die mit

den Übertragung kodiert. der des Gleitindexverfahrens vergleichbar ist. Es be-

Beim Verfahren, nach dem asynchronen Digital- stehen jedoch die Nachteile, daß die maximale Übersignale ohne Kodierung abgetastet und übertragen 20 tragungsgeschwindigkeit wie beim Gleitindexverfahren werden und die eine sehr einfache Schaltung erfordert, nur /₀/3 beträgt, daß die Schaltungsauslegung des kann der Zeitquantisierungsfehler (oder das Verhältnis Geräts komplizierter ist als beim Gleitindexverfahren des kleinsten Tntervalls zwischen Sprüngen der asyn- und daß die Stellenwertfehler auf der Übertragungschronen Digitalsignale und dem durch die Kodierung leitung große Fehler bewirken, die bis zu einem des Sprungzeitpunkts verursachten Fehlers) durch die 25 Maximalwert von drei Zeitintervallen reichen können. Formel /<t/2/_s dargestellt werden (wobei fa die Über- (Der hier verwendete Ausdruck »Zeitintervall« betragungsgeschwindigkeit der asynchronen Digital- deutet das Zeitintervall von Impulszügen auf der signale darstellt und /_s die Abtastfrequenz). Um Zeit- PCM-Übertragungsleitung.)

quantisierungsfehler von weniger als ±10% zu er- Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein halten, muß die Bedingung f_s > 5/<j erfüllt werden, 3° Kodierverfahren eines zu einer Taktimpulsfolge asynwas bedeutet, daß dieses Verfahren mit geringem chronen binären Digitalsignals anzugeben, mit dem Übcrtragungswirlcungsgrad arbeitet und sich nicht die Signale mit einer höheren Geschwindigkeit überfür die Umsetzung von breitbandigen Digitalsignalen tragen werden können, ohne daß hierfür irgendwelche eignet. Weiter besteht bei diesem Verfahren die Mög- Voraussetzungen für eine PCM-Strecke erforderlich lichkeit einer langen Nullfolge auf der PMC-Übertra- 35 ist.

gungsleitung, wodurch eine verzerrungslose Über- Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der je-

tragung unmöglich wird. ' weilige Binärzustand des Digitalsignals durch einen

Zu den Verfahren zur Quantisierung der Sprungzeit ersten und einen zweiten Impulszug dargestellt wird, und der anschließenden Übertragung nach dem das Abtastintervall der Taktimpulse in mehrere, Kodieren gehören das sogenannte Gleitindexverfahren 40 durch bestimmte Impulse gekennzeichnete Bereiche (L.F.Travis und R. E. Yaeger: Wideband unterteilt wird und der einem Bereich des Abtast-Data on T/Carrier, BSTJ, Oktober 1965) und das Intervalls, in dem sich der Binärzustand des Digitalsogenannte Festindexverfahren (H i ge ta et al: »An signals geändert hat, zugeordnete Impuls in das Encoding Method for PCM Data Terminals«, The nächstfolgende Abtastintervall eingetastet wird.
Joint Convention Transaction of the Four Electrical 45 Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet mit Institute of Japan, Nr. 2308, 1967; H ige ta u. a.i weniger Kodefehlern und-Verzerrungen auf der PCM- »Ein Kodierverfahren für PCM-Moden-Endstellen« in Strecke. Die Kodierung asynchroner Digitalsignale »Abhandlungen der gemeinsamen Tagung der vier kann mit nur geringen Phasenschwankungen vorgeclcktrotechnischen Anstalten von Japan, Nr. 2308, nommen werden. Bei Multiplexverfahren werden 1967). Nach dem Gleitindexverfahren wird der Sprung 50 lange Nullimpulsfolgen vermieden, gemischte Überasynchroner Digitalsignale durch mehr als drei Bits tragungen im Tonfrequenzbereich leicht und mit bei einer Übertragungsgeschwindigkeit der asynchro- hohem Wirkungsgrad durchführbar und asynchrone nen Digitalsignale von f_s/n kodiert (wobei η die An- Digitalsignale mit einer einfachen Schaltung kodierzahl der zur Kodierung nötigen Bits darstellt und f_s bar.

die höchste Abtastfrequenz, die gleich ist der Takt- 55 Zur Durchführung des Verfahrens kann erfindungs-

frequenz/o des PCM-Systems) bei einem maximalen gemäß eine Schaltungsanordnung zur Kodierung

Quantisicrungsfehler von ±1/« · 2_n-i- Obwohl hierbei asynchroner binärer Digitalsignale verwendet werden,

die Übertragungsgeschwindigkeit erheblich verbessert die dadurch gekennzeichnet ist, daß entweder ein

wird, bestehen noch folgende Nachteile. Da insbeson- »0«- oder »1 «-Signal am Zeitpunkt des Übertragungsdcrc nur die Sprungzeiten der asynchronen Digital- 60 beginne des asynchronen Digitalsignals eingetastet

signale übertragen werden, ist der Einfluß von wird.

Stellenwertfchlern auf die mit Verstärkern versehene Nach der Erfindung wird zum Beispiel ein aus Leitung sehr groß. Ferner ist die Ausbildung der 10101010... bestehender Jmpulszug auf einer PCM-Kodicrschaltung kompliziert und die Übertragungs- Strecke dem Zustand »1« des asynchronen Digitalgeschwindigkeit auf /g/3 beschränkt, weil mindestens 65 signals und ein aus 01010101... bestehender Impulsdrei Bits für jeden Sprung benutzt werden müssen, zug dem Zustand »0« zugeordnet. Um die ursprüngum den Fehler innerhalb einer Grenze von etwa liehen asynchronen Digitalsignale vom Impulszug ±10°/o zu halten. auf der PCM-Übertragungsleitung wiederherzu-

stellen, wird der Zustand »1« oder »0« des PCM-Impulses an jedem Zeitintervall des Impulszuges abgetastet, um zu ermittein, ob der abgetastete Kode dem Zustand »1« oder »0« des das asynchrone Digitalsignal darstellenden Impulszugs entspricht. Insbesondere kann die Zustandsänderung des asynchronen Digitalsignals von »0« auf »1« oder von »1« auf »0« dadurch abgetastet werden, daß sich der Impulszug auf der PCM-Strecke von einem den Zustand »0« darstellenden Impulszug auf einen den Zustand »1« darstellenden Impulszug oder umgekehrt verändert hat. Um außerdem die Sprungzeit genauer übertragen zu können, wird ein gewähltes PCM-Zeitintervall in eine Anzahl von Zeitintervallen unterteilt, damit der Zeitpunkt im unterteilten Zeitintervall, an dem sich der Zustand des asynchronen Digitalsignals geändert hat, kodiert werden kann. Anders ausgedrückt heißt dies, der Zeitpunkt, an dem sich der Zustand geändert hat, wird quantisiert. Bei Auftreten eines eine Zustandsänderung auf der PCM-Strecke darstellenden Jmpulszuges wird der den Zustand des asynchronen Digitalsignals darstellende Impulszug, ab dem nächsten PCM-Zeitintervall, für die Anzahl der Zeitintervalle gesperrt, die der Anzahl der kodierten Bits entspricht, die die Sprungzeit darstellen, wodurch ein die Zustandsänderung darstellender Impulszug eingeschoben wird. Ein PCM-Zeitintervall wird z. B. in zwei Hälften geteilt, und der Zustand »1« oder »0« der Impulse auf der PCM-Strecke innerhalb des Intervalls wird danach zugeordnet, ob der Zeitpunkt der Zustandsänderung des asynchronen Digitalsignals in die erste oder zweite Hälfte des untertelten Zeitintervalls getastet wird und daß ein die Sprungzeit anzeigender Impuls gebildet wird. Bei Abtastung eines Sprunges von einem den Zustand »0« oder »1« darstellenden Impulszug auf einen anderen, den Zustand »1« oder »0« darstellenden Impulszug auf der PCM-Strecke wird der die Sprungzeit anzeigende Impuls in das nächste Zeitintervall eingetastet.

Nach diesem Verfahren sind nur zwei Bits zur Übertragung des asynchronen Digitalsignals auf einer PCM-Übertragungsleitung erforderlich, nämlich ein Bit zur Darstellung der Zustandsänderung des asynchronen Signals und ein zweites Bit zur Darstellung der Sprungzeit der Zustandsänderung, wodurch die Übertragungsgeschwindigkeit des asynchronen Digitalsignals sehr erhöht wird. Wenn außerdem mehr als zwei Bits zur Anzeige des Sprungzeitpunkts verwendet werden, läßt sich der Zeitquantisierungsfehler weit-

. gehend herabsetzen.

Nach der Erfindung ist die Datenübertragungsgeschwindigkeit des asynchronen Digitalsignals gleich f_s/n und der maximale Quantisierungsfehler gleich l/n-2n.

.Ein Vergleich mit dem Gleitindex- und dem Festindexverfahren ergibt folgendes: Da diese beiden Verfahren drei Bits für einen Sprung des asynchronen Digitalsignals erfordern, beträgt die maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit nur fsß, während nach dem beschriebenen Verfahren nur zwei Bits je Sprung benötigt werden, wobei ein maximaler Zeitquantisierungsfehler von etwa ±10% zulässig ist, so daß die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf f_s/2 erhöht werden kann und somit l,5mal so schnell ist wie die Übertragungsgeschwindigkeit beim Gleitindex- und beim Festindexverfahren. Wenn beim beschriebenen-Verfahren jedoch jedem Sprung drei Bits wie beim Gleitindex- und beim Festindexverfahren zugeordnet werden, so kann der Zeitquantisierungsfehler des asynchronen Signals auf die Hälfte des Fehlers des Gleitindex- und des Festindexverfahrens verringert werden.

Die nachstehende Tabelle zeigt den Vergleich mit dem Gleitindex- und dem Festindexverfahren.

Tabelle
Vergleich der Datenübertragungsgeschwindigkeiten und Quantisierungsfehler

Maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit

Maximale Quantisierungsfehler (in °/o), wobei jeder Sprungzeit

η Bits zugeordnet werden = 2 I /1=3 I n =

Verfahren nach der Erfindung

Gleitindexverfahren

Festindex verfahren

fsß
Λ/3
fsß

±12,5

±4,2 ±8,4 ±8,3

±1,6 ±3,1 ±3,1

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Impulsdiagramm zur theoretischen Erläuterung der Erfindung,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Kodierschaltung auf der Senderseite,

F i g. 3 ein Blockschaltbild einer Dekodierschaltung auf der Empfängerseite,

F i g. 4 ein Impulsdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kodierverfahrens,

F i g. 5 ein Tmpulsdiagramm eines Multiplexsystems,

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Kodierschaltung an der Senderseite des Multiplexsystems,

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer Dekodierschaltung auf der Empfängerseite des Multiplexsystems.

F i g. 1 zeigt ein Zeitdiagramm mit dem Kodiervorgang eines asynchronen Digitalsignals zur Übertragung auf einer PCM-Strecke. Es wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem nur ein Kanal des asynchronen Digitalsignals mit der PCM-Taktfrequenz/₀ zur Übertragung durch die PCM-Anlage abgetastet wird und zwei Bits für jeden Sprung verwendet werden. Die Kurvenform α der F i g. 1 zeigt ein asynchrones Digitalsignal, dessen Niveau Ll den Zustand »0« un ddessen Niveau Ll den Zustand »1« darstellt. Vl stellt die Sprungzeit von »0« auf »1« dar, während V 2 die Sprungzeit vom Zustand »1« auf den Zustand »0« ist. Die Kurvenform b zeigt einen dem Zustand »0« oder dem Kode 010101... entsprechenden Impulszug, während die Kurvenform C einen den Zustand »1« oder einen Kode 101010... entsprechen-

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den lmpulzsiig darstellt. Somit sind die Kurven- einem Impulszug der Kurvenform b oder c verglichen, formen b und c Impulszüge für logische Zustände, um den Übergang der Kurvenform d von der Kurvendic so miteinander in Beziehung stehen, daß sie ein form c auf die Kurvenform b und umgekehrt abzulogisches NICHT in entsprechenden Zeitintervallen tasten und um damit einen Sprung im Zustand des bilden. Außerdem sind die Kurvenformen b und c mit 5 ursprünglichen asynchronen Digitalsignals zu ereinem PCM-Bitfluß synchron. t_s stellt die Zeitdauer fassen. Man sieht somit, daß der Impulszug im Abeines Intervalls dar. Die Kurvenform d stellt einen schnitt A der Kurvenform b entspricht und sich im kodierten, auf der PCM-Strecke übertragenen PCM- logischen Zustand »0« befindet. Der ImpulsPl dient Impulszug dar. Das durch die Kurvenform α darge- zur Abtastung der Zustandsänderung von »0« auf »1«, stellte asynchrone Digitalsignal wird mit den PCM- io und der Tmpuls Pl dient dazu festzustellen, daß sich Taktsignalen abgetastet, so daß im Zustand »0« Im- der Zustand in der zweiten Hälfte des entsprechenden pulse mit Zeitintervallen entsprechend dem durch die Zeitintervalls geändert hat, wodurch die Sprungzeit Kurvenform b dargestellten Impulszug entstehen, wo- für den Übergang vom Zustand »0« auf den Zustand hingegen im Zustand »1« Impulse mit Zeitintervallen »1« in der zweiten Hälfte D des entsprechenden Zeitentsprechend der Kurvenform c gebildet werden, so 15 Intervalls gesetzt werden kann, wie durch die Kurvendaß ein durch die Kurvenform d dargestellter PCM- forme gezeigt. Der Jmpulszug im Abschnitt 2? der Impulszug entsteht. Die Abschnitte A und C des durch Kurvenform d entspricht dem durch die Kurvenform c die Kurvenform d in F i g. 1 dargestellten PCM-Im- dargestellten Impulszug und zeigt an, daß sein logischer pulszugs stellen den Zustand »0« entsprechend dem Zustand »1« ist. Der Impuls P3 dient zur Abtastung durch die Wellenform b gezeigten Impulszug dar. Der 2° des Übergangs auf den Zustand »0« und der Impuls PA Abschnitt B zeigt den logischen Zustand »1« ent- dazu festzustellen, daß diese Zustandsänderung in der sprechend dem durch die Kurvenform c dargestellten ersten Hälfte des entsprechenden Zeitintervalls auf-Impulszug. Die Impulse Pl und PA sind die den getreten ist, wodurch die Sprungzeit der Zustands-Zeitpunkt des Sprungs darstellenden Impulse und änderung von »1« auf »0« in der ersten Hälfte E des werden nicht durch den Ablauf der durch die Kurven- *5 entsprechenden Zeitintervalls gesetzt wird. Um den formend und c dargestellten Jmpulszüge bestimmt. Quantisierungsfehler möglichst klein zu halten, werden Die Zeit eines Zeitintervalls t_s wird in zwei Hälften die Sprungzeiten V3 und VA in die Mitte der entgeteilt, wobei ein Auftreten des Sprunges des asyn- sprechenden Hälften D und E gelegt,
chronen Digitalsignals in der ersten Hälfte mit »0« Im allgemeinen werden asynchrone Digitalsignale und in der zweiten Hälfte durch »1« gekennzeichnet 30 auf der Senderseite in PCM-Impulszüge mit der wird. Kurvenform d nach F i g. 1 kodiert und in das

Da bei der Kurvenform b die Sprungzeit Vl in die originale asynchrone Digitalsignal auf der Empfängerzweite Hälfte des Zeitintervalls t_s fällt, ist der Im- seite dekodiert. Da in diesem Fall der von der PCM-puls Pl durch »1« gekennzeichnet. Da die Sprung- Strecke kommende PCM-Jmpulszug auf der Empfänzeit Vl in die erste Hälfte fällt, ist der Tmpuls PA 35 gerseite mit einem Impulszug der Kurvenform b oder c durch »0« gekennzeichnet. Bei einer Zustandsänderung (F i g. 1) verglichen werden muß, muß auf dieser des asynchronen Digitalsignals im kodierten PCM- Empfängerseite der Impulszug der Kurvenform lodere Impulszug ändert der Impulszug seinen Zustand von richtig erzeugt werden. Dies geschieht wie folgt: Um der Kurvenform b in die Kurvenform c oder umge- bei der PCM-Anlage einen fmpulsrahmen zu erhalten, kehrt, so daß das erste Bit nach der Zustandsänderung 40 werden im allgemeinen Rahmenimpulse von einer als Impuls zur Abtastung der Zustandsänderung dient konstanten Folgefrequenz bei jedem JV-Impuls in den und der Impuls des nachfolgenden Zeitintervalls als PCM-Impulszug eingetastet. Diese werden auf der Zeitanzeigeimpuls verwendet wird. Um den Zeitpunkt Empfängerseite abgetastet, um einen fmpulsrahmen des Sprungs genauer anzuzeigen, können dem zweiten zu erhalten. Da diese Rahmenimpulse bei jedem Bit nach der Zustandsänderung Bits als Zeitanzeige- +5 iV-Impuls eingeblendet werden und sehr sicher auf der impulse folgen. Bei der in F i g. 1 gezeigten Kurven- Empfängerseite abgetastet werden können, läßt sich form d erfolgt die Zeitanzeige durch ein Bit, so daß ein Impulszug einem logischen Zustand entsprechend im Abschnitt A ein Impulszug entsprechend der Kur- der Kurvenform b oder c (F i g. 1) dadurch bilden, daß vcnform b erscheint, wogegen im Abschnitt B ein man diese Rahmenimpulse als Bezug verwendet. Impulszug entsprechend der Kurvenform c erscheint, 5° Diese Rahmenimpulse sind zur Zeitteilung erforder- und die Änderung durch einen Vergleich des Impulses lieh, um das asynchrone Digitalsignal im Multiplex- P\ mit einem Impuls im gleichen Zeitintervall der verfahren zu übertragen oder mit Tonfrequenzsignalen Kurvenform b oder c abgetastet wird. Der Impuls Pl gemischt zu übertragen. Rahmenimpulse werden jein dem dem Impuls PX folgenden Zeitintervall wird doch auch in herkömmlichen PCM-Anlagen verals Zeitanzeigeimpuls verwendet. Ebenso erscheint im 55 wendet, so daß leicht eine Anpassung an vorhandene Abschnitt B ein der Kurvenform c entsprechender PCM-Anlagen vorgenommen werden kann.
Impulszug, und durch Vergleich des Impulses P3 mit Bei einem anderen Verfahren zur Bildung eines einem Impuls im gleichen Zeitintervall der Kurven- Impulszugs für den logischen Zustand mit der Kurvenform b oder c kann abgetastet werden, daß der Im- form b oder c auf der Empfängerseite wird kein pulszug vom Zustand entsprechend der Kurvenform b 60 Rahmenimpulszug verwendet, sondern ein »0«- oder auf einen Tmpulszug mit dem Zustand »0« umge- »1«-Signal wird zum Beginn der Übertragungszeit des Sprüngen ist, wobei der dem Impuls P3 folgende asynchronen Digitalsignals oder zu einer bestimmten Tmpuls PA im Zeitintervall als Anzeigeimpuls für die Zeit während der Übertragung von der Senderseite Sprungzeit dient. zum Empfänger geschickt, in dem dann ein Impulszug

Zur Wiederherstellung des ursprünglichen asyn- 65 von der Kurvenform b oder c dadurch gebildet wird,

chronen Digitalsignals vom PCM-Impulszug mit der daß man den empfangenen Impulszug mit dem Zu-

Kurvenform d werden die Impulse in den entsprechen- stand »0« oder »1« als Bezug verwendet. Dieses Ver-

den Zeitintervallen der Kurvenform d nachfolgend mit fahren eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei

denen nur ein einkanaliges asynchrones Digitalsignal »1 «-Impuls dargestellt ist. Die Kurvenform c zeigt

auf der PCM-Strecke übertragen wird, bei dem ein einen Impulszug für den logischen Zustand »0« und

Impulsrahmen nicht erforderlich ist. die Kurvenform d einen Impulszug, der sich daraus

Der Impulszug für den logischen Zustand umfaßt ergibt, daß die Kurvenformen b und c an eine Antiabwechselnd Impulse des Zustands »1« und »0«, und 5 valenzschaltung angelegt werden. Indem die Kurvenda die »O«-Impulse nur nach einem Sprung auftreten, form b, die durch Abtastung der Kurvenform α und entstehen nur sehr wenig lange Impulsfolgen für die des vorher gebildeten, dem Zustand »0« entsprechenlogische Null auf der PCM-Strecke, wodurch eine den Impulszugs C gewonnen wird, der Antivalenzstabile PCM-Übertragung ermöglicht wird. schaltung zugeführt wird, wird der Impulszug d

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungs- io erhalten, dessen Abschnitt dem logischen Zustand »0«, beispiels einer Schaltungsanordnung auf der Sender- dessen Abschnitt C ebenfalls dem Zustand »0« und seite mit einer Eingangsklemme DI für das asynchrone dessen Abschnitt »C« dem logischen Zustand »1« ent-Digitalsignal, einem Abtastglied 1, einem Taktimpuls- spricht, wodurch der in F i g. 1 dargestellte Kodiergenerator 2, einem Generator 3 für Impulse eines logi- Vorgang durchgeführt werden kann. In der Kurvenschen Zustands, einem Rahmenimpulsgenerator 4, 15 form d der F i g. 4 stellen PS und P6 die Zeitintereiner Kodiereinrichtung S, einer Eintastschaltung 6 valle dar, in denen die die Sprungzeit anzeigenden für den Rahmenimpuls und einer Ausgangsklemme PO Impulse eingetastet werden. Zur Wiedergewinnung für den PCM-Impulszug. Das an DI anliegende Signal des asynchronen Digitalsignals von dem durch die gelangt zum Abtastglied 1, wo es durch den Takt- Kurvenform d dargestellten Impulszug wird der auf impuls des Taktimpulsgenerators2 abgetastet wird, ao der Empfängerseite gebildete Impulszuge für den um den Zeitpunkt eines Sprunges zu ermitteln. Im logischen Zustand »0« und die Kurvenform d der Rahmenimpulsgenerator 4 wird der Impuls des Takt- Antivalenzschaltung zugeführt, um daraus die Wellenimpulsgenerators 2 geteilt und ein Rahmenimpuls von form e zu erhalten. Pl und P8 stellen die Sprungzeit einer bestimmten Folgefrequenz gebildet, der als Bezug anzeigende Impulse dar, und nach dem Kodierbefehl für die Bildung eines Impulszugs für den logischen 95 ist der Zustand für den Impuls Pl »1«, während der Zustand dient, der dem Zustand »1« oder »0« im Im- Zustand des Impulses PS »0« ist. Die Kurvenformen e pulsgenerator 3 entspricht. Die Kodiereinrichtung 5 und b sind identisch, so daß die asynchronen Digitalvergleicht den abgetasteten Impulszug am Abtastglied 1 signale leicht aus dem Impulszug wiedergewonnen mit dem Impulszug des Impulsgenerators 3, kodiert werden können.

das Vergleichsergebnis und bildet einen PCM-Impuls- 30 Mit diesem Kodierverfahren ist es, wie oben bezug, indem ein Zeitanzeigeimpuls entsprechend dem schrieben, sehr einfach, mit Hilfe einer Antivalenzin Verbindung mit F i g". 1 beschriebenen Verfahren schaltung einen PCM-Impulszug von einem abgeeingefügt wird. tasteten Impulszug zu gewinnen. Obwohl im vor-

In der Eintastschaltung 6 wird der Rahmenimpuls stehenden Ausführungsbeispiel nur ein einkanaliges

des Rahmenimpulsgenerators 4 in den PCM-Impuls- 35 asynchrones Digitalsignal kodiert wurde, sei festge-

zug eingetastet, und der sich daraus ergebende Impuls- stellt, daß die Erfindung keineswegs auf diesen speziel-

zug gelangt über die Ausgangsklemme PO auf die len Fall beschränkt ist und daß nach den gleichen

PCM-Strecke. Grundsätzen m-kanalige asynchrone Digitalsignale

F i g. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schal- zur gleichzeitigen mehrfachen Übertragung nach dem tungsanordnung auf der Empfängerseite mit der 40 Zeitmultiplexverfahren kodiert werden können. In Eingangsklemme PI für den PCM-Impulszug, einem diesem Fall verringert sich natürlich die Datenüber-Taktimpulsgenerator 23, einem Rahmenimpulsab- tragungsgeschwindigkeit pro Kanal auf l/m der eintaster?, einem Generator 33 zur Erzeugung von kanaligen Datenübertragungsgeschwindigkeit für eine Impulszügen logischer Zustände, einer Dekodier- PCM-Übertragung.

einrichtung 8 und einer Ausgangsklemme DO für das 45 F i g. 5 zeigt ein Impulsdiagramm zur Darstellung wiedergewonnene asynchrone Digitalsignal. Der von des Kodierverfahrens, bei dem m Kanäle zur Überder PCM-Strecke empfangene PCM-Impulszug ge- tragung des asynchronen Digitalsignals nach dem langt an die Eingangsklemme PI, und der Taktimpuls- Zeitmultiplexverfahren verwendet werden. Die Kurvengenerator 23 erzeugt Taktimpulse, die mit denen auf form α zeigt asynchrone Digitalsignale auf m Kanälen, der Senderseite erzeugten synchron sind. Der Rahmen- 50 die Kurvenform b einen jedem Kanal 1 bis m zugeimpulsabtaster 7 erfaßt die Rahmenimpulse aus dem ordneten Impulszug für einen logischen Zustand, die PCM-Impulszug, so daß im Generator 33 ein Impuls- Kurvenform c einen nach dem Verfahren gemäß zug für einen logischen Schaltzustand gebildet wird F i g. 1 für jeden Kanal 1 bis m kodierten PCM-unter Verwendung des abgetasteten Rahmenimpulses Impulszug und die Kurvenform d einen Multiplexals Bezug. In der Dekodiereinrichtung 8 wird der 55 PMC-Impulszug. Da das Multiplexsystem, in dem PCM-Impulszug mit dem Impulszug vom Generator33 jede Biteinheit des ersten bis m-ten Kanals gleichzeitig verglichen, um den logischen Zustand von entsprechen- übertragen wird, sehr einfach ist, jedoch dazu neigt, den Zeitintervallen und den Zeitpunkt des Sprunges lange Impulsfolgen für die logische Null zu bilden, vom^- Sprungzeitimpuls zu. bestimmen und das asyn- wird nachfolgend eine Schaltungsanordnung gezeigt, chrone Digitalsignal wiederzugewinnen, um es über 60 in der die kodierten Signale in Form von zwei Bitdie Ausgangsklemme DO abzugeben. einheiten gleichzeitig übertragen werden, um das

F i g. 4 ist ein Impulsdiagramm, das die Betriebs- Auftreten solcher langen Impulsfolgen für die logische weise darstellt und zeigt/ daß die Kodierung durch Null zu vermeiden. Jedes Paar von zwei Bits eines eine sehr einfache Schaltungsanordnung durchgeführt PCM-Impulszuges in jedem Kanal, werden gleichwerden kann. Die Kurvenform α zeigt ein asynchrones 65 zeitig übertragen, wie durch die · Kurvenform b in Digitalsignal und b einen durch den Taktimpuls F i g. 5 gezeigt, damit das Auftreten langer Impulsabgetasteten Impulszug, wobei der Zustand »0« durch folgen für die logische Null vermieden wird. einen¹ »0«-Impuls und der Zustand »1« durch einen F i g. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltungs-

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a Ordnung am Eingang eines m-kanaligen Multi- Digitalsignals. Die wiedergewonnenen asynchronen'

plexsystems, das nach dem an Hand von F i g. 5 Digitalsignale gelangen dann an die Ausgangsklem-

beschriebenem Verfahren arbeitet. Dl₁, Dl₂, ... Dl_m men DO₁, DO₂ ... DOm.

sind die Eingangsklemmen für asynchrone Digital- In der Regel werden beim PCM-System Tonsignale, die über m Kanäle übertragen werden, S frequenzsignale im Zeitmultiplexverfahren über-161, 162 ... 16m stellen Abtastglieder dar, 561, tragen, so daß eine gemischte Übertragung des Ton-562, 56m Kodicreinrichtungen, 26 einen Taktimpuls- frequenz- und des asynchronen Digitalsignals durch generator, 9 einen /n-kanaligen Impulsgenerator, Anwendung des in F i g. 5 gezeigten Verfahrens 46 einen Rahmenimpulsgenerator, 10 eine Zeitmulti- möglich ist. Insbesondere, wenn das asynchrone plex-Schaltung und PO die Ausgangsklemme für den io Digitalsignal in zwei Biteinheiten nach dem Multi-PCM-Impulszug. Die durch m Kanäle an die Ein- plexverfahren übertragen wird, kann eine wirksame gangsklemmen Dl₁, DI₂ ... D I_n, gelangenden, ent- Übertragung mit einer Einheit von zwei mal vier Bits sprechenden asynchronen Digitalsignale werden durch geschaffen werden, weil jeder Tonfrequenzkanal durch Kanalimpulse der Kanalimpulsgeneratoren 9 in den acht Bits dargestellt wird. Im Gegensatz dazu ist bei Abtastgliedcrn 161, 162 ... 16m abgetastet und ge- 15 einer Multiplexübertragung mit drei Biteinheiten nach langen von dort aus an die Kodiergeräte 561, 562 ... dem herkömmlichen Festindexverfahren der Wirkungs-56m. Die Kanalimpulsgeneratoren 9 teilen die Takt- grad der Multiplexübertragung äußerst gering, impulse des Taktimpulsgenerators 26 in m Kanäle Bei Anwendung auf die Übertragung eines asynzur Erzeugung von m Kanalimpulsen für die ent- chronen Digitalsignals durch ein vorhandenes PCM-sprechenden Kanäle, die gegeneinander um ein Zeit- ao 24-System (1.544MB/s) können asynchrone Digitalintervall außer Phase sind, wie der durch die Kurven- signale hoher Geschwindigkeit von 668 kB (mit dem form b der F i g. 5 gezeigte Impulszug für einen Rahmenimpuls) oder 772 kB (ohne den Rahmenlogischen Zustand. Der Impulsgenerator 36 erzeugt impuls) übertragen werden, wobei diese Übertragungsimpulszüge für die m Kanäle, wie durch die Kurven- geschwindigkeit anderthalbmal größer ist als die form c in der F i g. 5 gezeigt, durch Verwendung 45 512 kB, die bisher die Grenze für das Gleitindexvon Rahmenimpulsen des Rahmenimpulsgenerators 46 oder dem Festindexverfahren waren. Wenn andererals Bezug. Diese Impulszüge gelangen zu den ent- seits das beschriebene Verfahren zur Übertragung von sprechenden Kodicreinrichtungen561, 562... 56m Signalen mit einer Geschwindigkeit von 512 kB für die entsprechenden Kanäle, wodurch die ent- benutzt wird, so kann der Zeitquantisierungsfehler der sprechenden Abtastimpulse von den Abtastgliedern 161, 30 Signale auf die Hälfte des Fehlers der herkömmlichen 162 ... 16m abgetastet werden. Die kodierten Impulse Verfahren herabgesetzt werden. Weiter beträgt nach bilden einen Multiplex-PCM-Impulszug in der Zeit- dem beschriebenen Verfahren die Datenübertragungsmultiplcxschaltung 10. geschwindigkeit je Kanal für das Tonfrequenzsi-F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungs- gnal 32 kB, d. h. über fünfmal mehr als die Grenze beispiels der Dekodiereinrichtung auf der Empfänger- 35 von 6,2 kB des FDM-Trägersystems oder anderthalbseite eines m-kanaligen Multiplexsystems. Die Schal- mal mehr als die Datenübertragungsgeschwindigkeit tungsanordnung der F i g. 7 besteht aus einer Ein- von 21,3 kB beim Gleitindexverfahren oder Festgangsklemme PI zum Empfang des PCM-Impulszuges indexverfahren.

von der PCM-Strecke, einem Taktimpulsgenerator 27, Im PCM-System umfaßt ein Tonfrequenzkanal einem Rahmenimpulsabtaster 77, einem m-kanaligen 40 acht Bits, wogegen bei dem beschriebenen Verfahren, Impulsgenerator 97, einem Generator 37 für die bei dem eine Multiplexübertragung in Einheiten von Impulse eines logischen Zustandes, einer Demulti- zwei Bits erfolgt, vier Gruppen von Multipleximpulsen plexschaltung 11, Dekodiereinrichtungen 871, 872 ... in dem Zeitintervall eines Tonfrequenzkanals einge-87 m und Ausgangsklemmen DO₁, DO₂ ... DO», für tastet werden können, wodurch die gemischte überdie wiederzugewinnenden asynchronen Digitalsignale 45 tragung von Tonfrequenzsignalen und dem asynchroin m Kanälen. Der Taktimpulsgenerator 27 bildet nen Digitalsignal sehr einfach und mit hohem Wireinen Taktimpuls, der mit dem Taktimpuls auf der kungsgrad durchgeführt werden kann. Senderseite synchron ist, aus dem an der Eingangs- Bei einer derartig hohen Übertragungsgeschwindigklemme Pl entstehenden PCM-Impulszug, wobei der keit des asynchronen Digitalsignals läßt sich eine sich ergebende Taktimpuls in m Kanäle aufgeteilt 50 Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit zwiwird, um durch Verwendung der Rahmenimpulse des sehen zwei Computern verwirklichen. Rahmenimpulsabtasters 77 m Kanalimpulse als Bezug Wenn auch im vorstehenden Ausführungsbeispiel zu bilden. Der PCM-Impulszug wird der Demulti- die asynchronen Digitalsignale die zwei logische plexschaltung 11 zugeführt und in m Kanälen durch Zustände »0« und »1« besitzen und über die Überden Kanalimpuls des Kanalimpulsgenerators 97 in 55 tragungsstrecke Binärimpulse übertragen, können die Impulszüge aufgeteilt. Jeder der geteilten Impulszüge beschriebenen Grundsätze auch zur Übertragung eines gelangt dann zu seinem entsprechenden Kanal 871, asynchronen Digitalsignals mit η logischen Zuständen 872... 87m. Der Generator 37 bildet Impulszüge über eine Übertragungsstrecke der Stellenwertbasisp eines logischen Zustands in m Kanälen aus dem durch angewendet werden. Wenn z. B. ein Impulszug mit den Kanalimpulsgenerator 97 erzeugten Impuls unter 60 der Stellenwertbasis ρ von 1 verwendet wird, so lassen Verwendung des durch den Rahmenimpulsgenerator 77 sich Impulszüge des logischen Zustandes P · 1 bilden, erzeugten Rahmenimpulses als Bezug, worauf die sich so daß man η Impulszüge des logischen Zustandes ergebenden Impulszüge den entsprechenden Dekodier- entnehmen kann, um sie N Zuständen des asynchronen einrichtungen 871, 872 ... 87m zugeleitet werden. Digitalsignals entsprechen zu lassen, wodurch der Die Dekodiereinrichtungen 871 ... 87m vergleichen 63 Zustandsprung des asynchronen Digitalsignals in in den entsprechenden Kanälen den PCM-Impulszug Abhängigkeit von der Änderung des Impulszuges mit dem Impulszug eines logischen Zustandes zur abgetastet oder der Zeitpunkt des Sprungs zur ÜberWiedergewinnung des ursprünglichen, asynchronen tragung quantisiert werden kann. Diese kodierten

Impulszüge können nach den gleichen Verfahren dekodiert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kodierung eines zu einer Taktimpulsfolge asynchronischen binären Digitalsignals, das zusammen mit der Taktimpulsfolge auf einer Übertragungsleitung, z.B. einer PCM-Strecke, übertragen wird, dadurch gekenn- zeichnet, daß der jeweilige Binärzustand des Digitalsignals durch einen ersten und einen zweiten Impulszug dargestellt wird, das Abtastintervall der Taktimpulse in mehrere, durch bestimmte Impulse gekennzeichnete Bereiche unterteilt wird und der einem Bereich des Abtastintervalls, in dem sich der Binärzustand des Digitalsignals geändert hat, zugeordnete Impuls in das nächstfolgende Abtastintervall eingetastet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao zeichnet, daß an jedem N-Impulspunkt der Taktimpulsfolge Rahmenimpulse eingetastet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein »0«- oder »1 «-Signal am Zeitpunkt des Übertragungsbeginns des asynchro- as nen Digitalsignals eingetastet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein »0«- oder »1 «-Signal zu einem'bestimmten Zeitpunkt während der Übertragung des asynchronen Digitalsignals eingetastet wird.

5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Taktimpulsgenerator (2) zur Erzeugung der Taktimpulsfolge, ein Abtastglied (1) zur Abtastung des asynchronen Digitalsignals durch die TaEtimpulse, eine Impulsteilereinrichtung (4) zur Erzeugung und Übertragung von Rahmenimpulsen durch Unterteilung der Taktimpulse, einen logischen Zustandsgenerator (3), der in Abhängigkeit von den Rahmenimpulsen und Taktimpulsen einen Impulszug für den Schaltzustand entsprechend entweder dem logischen Zustand »1« oder »0« erzeugt, eine mit dem Impulszug für den logischen Schaltzustand und der Ausgangsimpulsfolge des Abtastgliedes beaufschlagte Kodierstufe (5), die die Ausgangsimpulsfolge des Abtastgliedes in Abhängigkeit von dem Zustand des asynchronen Digitalsignals in einen entsprechenden Impulszug für den logischen Schaltzustand umsetzt und außerdem den bestimmten, den geteilten Bereich eines Abtastintervalls, in welchem sich der Zustand des asynchronen Digitalsignals verändert hat, darstellenden Bereichsimpuls in das nachfolgende Abtastintervall eintastet, und schließlich eine Schaltstufe (6) zum Eintasten des Rahmenimpulses in die Ausgangsimpulsfolge der Kodierstufe.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch S, gekennzeichnet durch einen an den Taktimpulsgenerator (9), der in Abhängigkeit von den Taktimpulsen Kanalimpulse erzeugt, mehrere Abtastglieder (161,162 ... 16m) zur Abtastung des asynchronen Digitalsignals in jedem Kanal in Abhängigkeit von einem jeden im Kanalimpulsgenerator (9) erzeugten Kanalimpuls, einen in Abhängigkeit von den Kanalimpulsen und den Rahmenimpulsen arbeitenden logischen Zustandsgenerator (36) zur Erzeugung von m Impulszügen für den logischen Schaltzustand, m Kodierstufen (561, 562 ... 56m) zum Empfang der entsprechenden durch den logischen Zustandsgenerator erzeugten Impulszüge für den logischen Schaltzustand sowie zum Empfang der entsprechenden Ausgangsimpulsfolgen der Abtastglieder, und einer an die Kodierstufen angeschlossenen Multiplexschaltung (10) zur Umsetzung einer jeden aus zwei Bits von m Kanälen bestehenden Einheit in einen Multipleximpulszug.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kodierstufe (561, 562 ... 56m) logische Schaltungsmittel zur Durchführung einer Antivalenzfunktion der Ausgangsimpulsfolge der Abtastglieder und der Ausgangsimpulsfolge des logischen Zustandsgeneratore(3, 36) aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen