DE1934869C - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Kodierung asynchroner binarer Digital signale - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfuhren und eine Da andererseits nach dem Festindexverfuhren der Schaltungsanordnung zur Kodierung eines ζμ einer Zustand (»1« oder »0«) der asynchronen Digitalsignale

Taktimpulsfolge asynchronen binären Digitulsignals, und das durch die Kodierung des Zeitsprungs gewondas zusammen mit der Taktimpulsfolge auf einer nene Signal in vorgegebenen Zeitintervallen übertragen Übertragungsleitung, ζ. B, einer PCM-Strecke, über- 5 werden, werden wie beim Gleitindexverfahren drei

tragen wird. Bits je Sprung gebraucht. Unter den sich aus der Ver-Über eine PCM-Übertragungsleitung gesendete wendung von drei Bits ergebenden Kodeformep. dienen Signale besitzen im allgemeinen die Form von Im- zwei zur Anzeige des Zustande und die restlichen

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

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

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

Übertragung von asynchronen Digitalsignalen über sierungsfehler ist gleich ±1/2 · (2„ ,). 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 Datensignale quantisiert und zur anschließen- gungsgeschwindigkeit erreicht werden kann, die mit

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

Beim Verfah/vri, nach dem asynchronen Digital- · stehen jedoch die Nachteile, daß die maximale Übersignale ohne Kodierung abgetastet und übertragen ao tragungsgeschwindigkeit wie beim Gieitindexveifahren werden und die eine sehr einfache Schaltung erfordert, nur /J2 beträgt, daß die Schaltungsauslegung des kann der Zeitquantisierungsfehler (oder das Verhältnis Geräts komplizierter ist als beim Gleitindexverfahren des kleinsten Intervalls 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 verursachter Fehlers) durch die 25 Maximalwert von drei Zeitiniervallcn reichen können. Formel /ii/2/, dargestellt werden (wobei fd die Über- (Der hier verwendete Ausdruck »Zeitintervall« betragungsgeschwindigkeit der asynchronen Digital- deutet das Zeitintervall von Impulszügen auf der signale darstellt und /, die Abtastfrequenz). Um Zeit- PCM-Übertragungsleitung.)

quantisierungsfehter von weniger als [ 10% zu er- Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, ein halten, muß die bedingung /» > 5/d erfüllt werden, 30 Kodierverfahren eines zu einer Taktimpulsfolge asynwas bedeutet, daß dieses Verfilzen mit geringem chronen binären Digitalsignals anzugeben, mit dem Übertragungswirkungsgrad arbeitet und sich nicht die Signale mit einer höheren Geschwindigkeit überfür die Umsetzung von breitbandi^n 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 DigiU.l: ignals d^vch einen

Zu den Verfahren zur Quantisierung der Sprung?eit ersten und einen zweiten Impiilszug dargestellt wird, und der anschließenden Übertragung nach dem das Abtastintervall der Taktimpulse in mehrere. Kodieren gehören das sogenannte Gleitindexverfahrea 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 g e t a 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.: weniger Kodefehtern und-Verzerrungen auf der PCM-• F.in Kodierverfahren für PCM-Moden-Endstellen* in Strecke Di^ Kodierung asynchroner Digitalsignale »Abhandlungen der gemeinsamen Tagung der vier kann mit nur geringen Phasenschwankungen vorgeclektrotechnischen Anstalten von Japan, Nr. 2308. nommen werden. Bei Multiplexverfahren werden 1967). Nach dem Cilcitindcxvcffahren wird der Sprung so lange Nullimpulsfolgcn vermieden, gemischte (Ibcrasynchroner Digitalsignale '!urch mehr als drei Bits trp^imgen im Tonfrcquen?bereich leicht und mit bei einer Übertragungsgeschwindigkeit der asynchro- hohem Wirkungsgrad durchführbar und asynchrone nen Digitalsignale von /»/« kodiert (wobei /1 die An- Digitalsignale mit einer einfachen Schaltung kodierzahl der zur Kodierung nötigen Bits darstellt und f, bar.

die höchste Ablastfrcquen/, die gleich ist der Takt- 55 Zur Durchführung des Verfahrens kann erhndungs-

frcqucn/ /„ ilcs PCM-Syslcms) bei einem maximalen gemäß eine Schaltungsanordnung zur Kodierung

Quantisicriingsfchlcr von 1 I//1 · 2„ ,. Obwohl hierbei asynchroner binärer Digitalsignale verwendet werden,

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

wird, bestehen noch folgende Nachteile. Da insbcson- »0«· oder »1 «-Signal am Zeilpunkt des Übertragungs-

dcrc nur die Sprung/eilen der asynchronen Digital- ßo Beginns des asynchronen Digitalsignals eingetastet

signale übertragen werden, ist der Einfluß von wird.

Slcllcnwcrtfehlcrn auf die mit Verstärkern versehene Nach der Erfindung wird zum Beispiel ein aus

Leitung sehr groll. Ferner ist die Ausbildung der U)IOiOIO... bestehender Impulszug auf einer PCM·

Kddicrschiilliing kompli/icrt und die Ühcrtragimgs· Strecke dem Zustand »I« des asynchronen Digital-

gesehwindigkeil auf /,/3 beschrankt, weil mindestens 65 signals und ein aus C)IOtOlOl... bestehender Impiils-

drci Hits für jeden Sprung bcmit/l werden müssen, zug dem Zustand «0« zugeordnet. Um die iirsprüng-

iim den I chlcr innt'rhiilh einer Ciren/e von clwii liehen asynchronen Digiliilsignalc vom impuls/ug

H)"',, /11 hüllen. ,iiif der PCM- Übertragungsleitung wiederhcr/u-

stellen, wird der Zustund »I« oder »0« des PCM-Impulses an jedem Zeitintervall des Impulszuges tihgetustet, um zu ermitteln, 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 »I« oder von '»I« auf >>0« dadurch abgetastet werden, daß sich der Impulszug auf der PCM-Strecke von einem den Zustand »0« darstellenden Impulszug auf einen den Zustand »ld 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 Digitalsigiials geändert hat, kodiert werden kann. Anders ausgedrückt heißt dies, der Zeitpunkt, an dem sich der Zustand geändert hat, wird quantisiert. Bei Auftreten eines eine Zustands-Inderung auf der PCM-Strecke darstellenden Impulsluges wird der den Zustand des asynchronen Digitalsignals darstellende Impulszug, ab dem nächsten PCM-Zeitintervall, für die Anzahl aer Zeitintervalle gesperrt, die der Anzahl der kodierten Bits entspricht, <Jie die Sprungzeit darstellen, wodurch ein die Zu- »tandsänderung 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 Zeitintervall 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 da* nächste Zeitintervall eingetastet.

Nach diesem Verfahren sind mir zwei Bilsmr Übertrügung des asynchronen Digitulsignalk auf einer PCM-Übcrtragungsleitung erforderlich, nämlich ein t.t zur Darstellung der Zustandsänderung des asynchronen Signals und ein zweites Bit zur Darstellung der Sprungzeit der Zustandsändetving, wodurch die Übertragungsgeschwindigkeit des asynchronen Pigi-

»o talsignals sehr erhöht wird. Wenn außerdem mehr als zwei Bits zur Anzeige des Sprungzeitpunkts verwendet werden, läßt sich der Zeitquantisierungsfehler weitgehend herabsetzen.

Nach der Erfindung ist die Datenübertragungs-

»5 geschwindigkeit des asynchronen Digitalsignals gleich fs/n und der maximale Quantisierungsfehler gleich l/n· 2«.

Ein Vergleich mit dem Gleitindex- und dem Festindexverfahren ergibt folgendes: Da diese beiden

to Verfahren drei Bits für einen Sprung des asynchronen Digitalsignals erfordern, b >rägt die maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit nur Λ/3, während nach dem beschriebenen Verfahren nur zwei Bits je Sprung benötigt werden, wobei ein maximaler Zeitquantisierungsfehler von etwa 410% zulässig ist, so daß die Datenübertragungsgeschwindigkeit auf /,/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 l'ann 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 Dateiiübertragungsgeschwindigkeiten und Quantisierungsfehler

Maximale Datenübertragungsgeschwindigkeit

Maximale Quantisierungsfehler
(in "/,ι), wobei jeder Sprungzeit
η Bits zugeordnet werden
2 η 3 η 4

Verfahren nach der Erfindung

Gleitindexverfahren

Festindexverfahren

f.ß Λ/3 f.ß

-L 12.5

±4,2	ι 1,6
l· 8,4	13,1
+ 8.3	L 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 erfmdungsgemäßen Kodierverfahrens,

F' i g. 5 ein Impiilsdiagramm eines Multiplcxsystems,

F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Kodicrschaltimg an der Scnderseite des Mtiltiplexsystcms,

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer DckodicrschalUing auf der F.mpfängerseite des Multiplcxsystems.

F i g. 1 zeigt ein Zeitdiagramm mit dem Kodiervorgang eines asynchronen Digiialsignals zur Übertragung auf einer PCM-Strecke. Es wird ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem nur ein Kanal des asynchror;n Digitalsignals mit der PCM-Taktfreqticnz/o zur Übertragung durch die PCM-Anlage abgetastet wird und zwei Bits für jeden Sprung verwendet werden. Die Kurvcnform α der F i g. 1 zeigt ein asynchrones Digitalsignal, dessen Niveau Z 1 den Zustand »0« un ddcsscn Niveau L2 den Zustand »1« darstellt. Vl stellt die Sprungzeit von >0« auf »1« dar, während V2 die Sprungzeit vom Zustand »1« auf den Zustand »0« ist. Die Ktirvenform b zeigt einen dem Zustand »0« oder dem Kode 010101... entsprechenden Impulszug, während die Kurvenform Γ einen den Zustand »1« oder einen Kode K)K)IO . entsprechen-

den Impulzsiig darstellt. Somit sind die Kurven- einem Impulszug der Kurvenform b od«r r verglichen, formen /> und c Impulszüge /ür logische Zustände, um den Übergang der Kurvenform d von der Kurvendie so miteinander in Beziehung stehen, daß sie ein form r auf die Kurvenform b und umgekehrt abzulogischcs NICHT in entsprechenden Zeitintervallen tasten und um damit einen Sprung irn Zustand des bilden. Außerdem sind die Kurvenformen b und c mit S ursprünglichen asynchronen Digitalsignals zu ercinem PCM-Bitfluß synchron. /„ stellt die Zeitdauer fassen. Man sieht somit, daß der Impulszug im Abeines Intervalls dar. Die Kufvenform rf stellt einen schnitt A der Kurvenform b entspricht und sich im kodierten, auf der PCM-Strecke übertragenen PCM- logischen Zustand »0« befindet. Der Impuls Pl 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 Impuls Pl dient dazu festzustellen, daß sich Taktsignalen abgetastet, so daß im Zustand »0« Im- der Zustand in der zweiten Hälfte des entsprechenden pulse mit Zeit Intervallen 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 <· gebildet werden, so 15 Intervalls gesetzt werden kann, wie dutvh die Kurvendaß ein durch die Kurvenform rf dargestellter PCM- form e gezeigt. Der Impulszug im Abschnitt B der Impulszug entsteht. Die Abschnitte A und Γ des durch Kurvenform rf entspricht dem durch die Kurvenform c die Kurvenform rf in F i g. 1 dargestellten PCM-Im- dargestellten Impulszug und zeigt an. dalii sein logischer pulszugs stellen den Zustand »0« entsprechend dem Zustand »1« ist. Der Impuls P3 dient i?ur Abtastung durch die Wellenform h gezeigten Impulszug dar. Der *» des Übergangs auf den Zustand »0« und der Imputs PA Abschnitts zeigt den logischen Zustand »1« ent- dazu festzustellen, daß diese Zustandsänderung in der sprechend dem durch die Kurvenform c dargestellten ersten Hälfte des entsprechenden Zeirintervalls 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 formen h und c dargestellten Impulszüge bestimmt. Quantisierurssfehler möglichst klein zu halten, werden Die Zeit eines Zeitintervalls t, 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-Impulsaige mit der wird. Kurvenform rf 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 I, fällt, ist der Im- seite dekodiert. Da in diesem Fall der von der PCM-puK Pl durch »1« gekennzeichnet. Da die Sprung- Strecke kommende PCM-Impulszug auf der Empfänzeit I 2 in die erste Hälfte fällt, ist der Impuls PA 35 gerseite mit einem Impulszug der Kurvenform b oder r durch »0« gekennzeichnet. Bei einer Zustandsänderung (Fig. 1) verglichen werden muß. muß auf dieser des asynchronen Digitalsignals im kodierten PCM- Empfängerseite der Impulszug der Kurvenform b oder r Impulszug ändert der Impulszug seinen Zustand von richtig erzeugt werden. Dies geschieht wie folgt: Um der Kurvenform ft in die Kurvenform c oder umge- bei der PCM-Anlage einen Impulsrahmen zu erhalten, kehrt, so daß das erste Bit nach der Zustandsänderung 40 werden im allgemeinen Rahmenimpi Ise von einer als Impuls zur Abtastung der Zustandsänderung dient konstanten Folgefrequenz bei jedem Λ'-lmpuls in den und der Impuls des nachfolgenden Zeitintervalls als PCM-Impulszug eingetastet. Diese wurden auf der Zeitanzeigeimpuls verwendet wird. Um den Zeitpunkt Empfängerseite abgetastet, um einen Impulsrahmen des Sprungs genauer anzuzeigen, können dem zweiten zu erhalten. Da diese Rahmenimpulse bei jedem Bit nach der Zustandsänderung Bits als Zeitanzeige- *5 ,V-Impuls eingeblendet werden und sehr sicher auf der impulse folgen. Bei oer in F i g. 1 gezeigten Kurven- Empfängerseite abgetastet werden körnen, läßt sich form rf erfolgt die Zeitanzeige durch ein Bit. so daß ein Impulszug einem logischen Zustand entsprechend im Abschnitt A ein Impulszug entsprechend der Kur- der Kurvenform h oder c (F i g. 1) dadurch bilden, daß \enformft erscheint, wogegen im Abschnitte ein man diese Rahmenimpulse als Bezug verwendet. Impulszug entsprechend der Kurvenform c erscheint, 50 Diese Rahmenimpulse sind zur Zeitteilung erforderunil 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 Kursenform h oder r abgetastet wird. Der Impuls Pl gemischt zu übertragen. Rahmenimpulse werden jein dem dem Impuls Pl folgenden Zeitintervall wird doch auch in herkömmlichen PCMAnlagen verals Zeitanzeigeimpuls verv-endet. Ebenso erscheint im 55 wendet, so daß leicht eine Anpassung an vorhandene Abschnitt B ein der Kurvenform c entsprechender PCM-Anlagen vorgenommen werden k.;inn.
Impulszug, und durcn 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 h oder r 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 Impulszug; mit dem Zustand »0« umge- »!«-Signal wird zum Beginn der Übertragimgszeit des sprungcn ist. wobei der dem Impuls P3 folgende asynchronen Digitalsignals oder zu einer bestimmten Impuls P4 im Zeitintervall als Anzeigeimpuls für die Zeit während der Übertragung von der Senderseitc 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 rf werden die Impulse in den entsprechen- stand «0« oder el« als Bezug verwendet. Dieses Ver-

den Zeitintcrvallen der Kurvenforra rf nachfolgend mit fahren eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei

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denen nuf ein einkanatiges asynchrones Digitalsignal »1«-Impuls dargestellt ist. Die Kufvenform r zeigt

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

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

Der Impulszug für den logischen Zustand umfaßt ergibt, daß die Rurvenformen b und c an eine Antiabwechselnd Impulse des Zustande »1« und »0«, und 5 Valenzschaltung angelegt werden. Indem die Kurvende die »0«4mpulse nur nach einem Sprung auftreten, form b, die durch Abtastung der Kurvenform α und entstein nur sehr wenig lange Impulsfolgen für die des vorher gebildeten, dem Zustand »0« entsprechenlogische Null auf der PCM-Strecke, wodurch eine den tmpulszugs C gewonnen wird, der Antivalenz* stabile PCM-Übertragung ermöglicht wird. schaltung zugeführt wird, wird der impulszug d

F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild eines AusfUhrungs- io erhalten, dessen Abschnitt dem logischen Zustand »0«, beispiets 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 »It ent-Digitalsignal, einem Abtastglied 1, einem Taktimpuls- spricht, wodurch Jer in F i g. 1 dargestellte Kodiergenerator 2, einem Oenerator 3 für Impulse eines logi- Vorgang durchgeführt werden kann. In der Kurvenschen Zustande, einem Rahmenimpulsgenerator 4, 15 form d der F i g. 4 stellen Pi und P6 die Zeitintereiner Kodiereinrichtung 5, einer Eintastschaltung 6 valle dar, in denen die die Sprungzeit anzeigenden für den Rahmenimpuls und einer AusgangsklemmePO Impulse eingetastet werden. Zur Wiedergewinnung für den PCM-Imputszug. Das an DI anliegende Signal des asynchronen Digitalsignals von dem dutch 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 PS 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 «5 ist der Zustand für den Impuls P7 »1«, während der Zustand dient, der dem Zustand »1« oder »0« im Im- Zustand des Impulses P8 »0« ist. Die Kurvenformen e pulsgenerator 3 entspricht. Die Kodiereinrichtung 5 und b sind identisch, so daß die asynchronen Digitalver ,leicht 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 ol«n 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-kanatige asynchrone DigrHsignale

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- tragungsgeschwindigkei* pro Kanal auf l/m der eintaster 7, 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 Über- der PCM-Strecke empfangene PCM-Impulszug ge- tragung des asynchronen Digitalsignals nach dem langt an die Eingangsklemme PI, und der Taktimpuls- Zeitmultiplexverfahren verwendet werden. Die Kurven generator 23 erzeugt Taktimpulse, die mit denen auf form α zeigt asynchrone Digitalsignale auf »1 Kanälen tier Senderseite erzeugten synchron sind. Der Rahmen- 50 die Kurvenform b einen jedem Kanal 1 bis m züge impulsabtaster 7 erfaßt die Rahmenimpulse aus dem ordneten Impulszug für einen logischen Zustand. di< PCM-Impulszug, so daß im Generator 33 ein Impuls- Kurvenform c einen nach dem Verfahren gemäl JEug 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 Multiplex als Bezug. In der Dekodiereinrichtung 8 wird der 55 PMC-lmpulszug. Da das Multiplexsystem, in den PCM-Impulszug mit dem Impulszug vom Generator33 jede Biteinheit des ersten bis m-ten Kanals gleichzeiti 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 bilder vom Sprungzeitimpuls zu bestimmen und das asyn- wird nachfolgend eine Schaltungsanordnung gezeigt chronc Digitalsignal wiederzugewinnen, um es über 60 in der die kodierten Signale in Form von zwei BiI die Ausgangsklcmme DO abzugeben. einheiten gleichzeitig übertragen werden, um d;i

F i g. 4 ist ein Impulsdiagramm, das die Betriebs- Auftreten solcher langen Impulsfolgen für die logisch

weise darstellt und zeigt, daß die Kodierung durch Null zu vermeiden. Jedes Paar von zwei Bits cin<

eine sehr einfache Schaltungsanordnung durchgeführt PCM-Impulszuges in jedem Kanal werden gleicl

werden kann. Die Kurvenform α zeigt ein asynchrones 65 zeitig übertragen, wie durch die Kurvenform ft i

Digitalsignal und h einen durch den Taktimpuls I- i g. 5 gezeigt, damit das Auftreten langer Impul

abgetasteten Impulszug. wobei der Zustand »0« durch folgen für die logische Null vermieden wird,

einen »0«-lmpuls und der Zustand»!« durch einen F i g. 6 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung

1QR?

anordnung am Eingang eines /M-kanaligen Mulfciplexsystems, das nach dem an Hand von F i g. 5

beschriebenem Verfahren arbeitet. DI₁, D1 D I_n,

sind die Eingangsklemmen für asynchrone Digitalsignale, die über m Kanäle übertragen werden, 161, 162 ... 16m stellen Abtastglieder dar, 561, 562, 56m K.odiereinrichtungen, 26 einen Taktimpulsgenerator, 9 einen m-kanaligen Impulsgenerator, 46 einen Rahmenimpulsgenemtor, 10 eine Zeitmultiplex-Schaltung und PO dia A jsgangsklemme für den PCM-Impulszug. Die durch m Kanäle an die Eingangsklemmen D I₁, D I, ... O I_m gelangenden, entsprechenden asynchronen Digitalsignale werden durch Kanalimpulse der Kanalimpulsgeneratoren 9 in den Abtastgliedern 161, 162 ... ldm abgetastet und gelangen von dort aus an die Kodiergeräte 561, 562 ... 56m. Die Kanalimpulsgeneratoren 9 teilen die Taktimpulse des Taktimpulsgenerators 26 in m Kanäle zur Erzeugung von m Kanalimpulsen für die entsprechenden Kanäle, die gegeneinander um ein Zeitintervall außer Phase sind, wie der durch die Kurvenform Λ der F i g. 5 gezeigte Impulszug für einen logischen Zustand. Der Impulsgenerator 36 erzeugt Impulszüge für die m Kanäle, wie durch die Kurvenform c in der F i g. 5 gezeigt, durch Verwendung von Rahmenimpulsen des Rahnienimpulsgenerators 46 als Bezug. Diese Impulszüge gelangen zu den entsprechenden Kodiereinrichtungen 561, 562 ... 56m für die entsprechenden Kanäle, wodurch die entsprechenden Abtastimpulse von den Abtastgliedern 161. 162 ... 16m abgetastet werden. Die kodierten Impulse bilden einen Multiplex-PCM-Impulszug in der Zeitmultiplexschaltung 10.

F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Dekodiereinrichtu ig auf der Empfängerscite eines m-kanaligen Multiplexsystem«. Die Schaltungsanordnung der F i g. 7 jesteht aus einer Eingangsklemme P I zum Empfang des PCM-Impulszuges von der PCM-Strecke, einem T.iktimpulsgenerator 27, einem Rahmenimpuisabtaster 77, einem m-kanaligen Impulsgenerator 97, einem Generator 37 für die Impulse eines logischen Zustandes, einer Demultiplexschaltung 11, Dekodiereinrichtungen 871, 872 ... 87 m und Ausgangsklemmen ZI¹O₁, DO₂ ... D0_m für die wiederzugewinnenden asynchronen Digitalsignale in m Kanälen. Der Taktimpiilsgenerator 27 bildet einen Taktimpuls, der mit dem Taktimpuls avf der Senderseite synchron ist, aus dem an der Eingangsklemme P] entstehenden PCM-tmpulszug, wobei der sich ergebende Taktimpuls in m Kanäle aufgeteilt wird, um durch Verwendung der Rahmenimpulse des Rahmenimpulsabtasters 77 m K inalimpulse als Bezug zn bilden. Der PCM-Impulszug wird der Demultiplexschaltung 11 zugeführt und in m Kanälen durch den Kanalimpuls des Kanaünipulsgenerators 97 in Impulsziige aufgeteilt. Jeder der geteilten Impulszüge gelangt dann zu seinem entsptechenden Kanal 8711, 872... 87 m. Der Generator 27 bildet Impulsziige eines logischen Zustands in m Kanälen aus dem durch den Kanalinipulsgenerator 97 erzeugten Impuls unter Verwendung des durch den Rahmenimpuisgenerator "7 erzeugten Rahmenimpulses als Bezug, worauf die sich ergebenden Impulsziige den entsprechenden Dekodiereinrichtungen 871, 872 . . . 87m zugeleitet werden. Die Dekodiereinrichtungen 871 . .. 87/» vergleichen in den entsprechenden Kanälen den PC'M-!mpu!>7iig mit dein Impiik/ug eines logischen Zustandes zur Wiedergewinnung des ursprünglichen, asynchronen Digitalsignals. Die wiedergewonnenen asynchronen Digitalsignale gelangen dann an die Ausgangsklemmen DO₁, DO, ... D0_m.

In der Regel werden beim PCM-System Tonfrequenzsignale im Zeitmultiplexverfahren übertragen, so daß eine gemischte Übertragung des Tonfrequenz- lind des asynchronen Digitalsignals durch Anwendung des in F i g. 5 gezeigten Verfahrens möglich ist. Insbesondere, wenn das asynchrone

ίο Digitalsignal in zwei Biteinheiten nach dem Multiplexverfahren übertragen wird, kann eine wirksame übertragung mit einer Einheit von zwei mal vier Bits geschaffen werden, weil jeder Tonfrequenzkanal durch acht Bits dargestellt wird. Im Gegensatz dazu ist bei

is einer Multiplexübertragung mit drei Biteinheiten nach dem herkömmlichen Festindexverfahren der Wirkungsgrad der Multiplexübertragung äußerst gering.

Bei Anwendung auf die Übertragung eines asynchronen Digitalsignals durch ein vorhandenes PCM-

ao 24-System (1.544 MB/s) können asynchrone Digitalsignale hoher Geschwindigkeit von 668 kB (mit dem Rahmenimpuls) oder 772 kB (ohne den Rahmenimpuls) übertragen werden, wobei diese Übertragungsgeschwindigkeit anderthalbmal größer ist als die

»5 512 kB, die bisher die Grenze für das Gleitindexoder dem Festindexverfahren waren. Wenn andererseits das beschriebene Verfahren zur Übertragung von Signalen mit einer Geschwindigkeit von 512 kB benutzt wird, so kann der Zeitquantisierungsfehler der Signale auf die Hälfte des Fehlers der herkömmlichen Verfahren herabgesetzt werden. Weiter beträgt nach dem beschriebenen Verfahren die Datenübertragungsgeschwindigkeit je Kanal für das Tonfrequenzsignal 32 kB, d. h. über fünfmal mehr als die Grenze von 6,2 kB des FDM-Trägersystems oder anderthalbmal mehr als die Datenübertragungsgeschwindigkeit von 21.3 kB beim · Gleitindexverfahren oder Festindexverfahren.
Im PCM-System umfaßt ein Tonfrequenzkanal

acht Bits, wogegen bei dem beschriebenen Verfahren, bei dem eine Multiplexübertragung in Einheiten von zwei Bits erfolgt, vier Gruppen von Multipleximpulsen in dem Zeitintervall eines Tonfrequenzkanals eingetastet werden können, wodurch die gemischte Übertragung von Tonfrequenzsignalen und dem asynchronen Digitalsignal sehr einfach und mit hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann.

Bei einer derartig hohen Übertragungsgeschwindigkeit des asynchronen Digitalsignals läßt sich eine Datenübertragung mit hoher Geschwindigkeit zwischen zwei Computern verwirklichen.

Wenn auch im vorstehenden Ausfiihrungsbeispiel die asynchronen Digitalsignale die zwei logische Zustände »0« und »1« besitzen und über die Übertragungsstrecke Binärimpulse übertragen, können die beschriebenen Grundsätze auch zur Übertragung eines asynchronen Digitalsignals mit η logischen Zuständen über eine Übertragungsstrecke der Stellenwertbasis ρ angewendet werden. Wenn z. B. ein Impulszug mit

der Stellenwertbasis ρ von 1 verwende« wird, so lassen sich Impulszüge des logischen Zustandest- I bilden, so daß man η Impulszüge des logischen Zustandes entnehmen kann, um sie N Zuständen des asynchronen Digitalsignals entsprechen zu lassen, wodurch der

Zustandsprung des asynchronen Digitalsignals in Abhängigkeit von der Änderung des Impulszuges abgetastet od:r der Zeitpunk; des Sprungs zur Übertragung q'UiHiM'ert werden kann. Diese kodierten

1 C fi 9

Impulszüge können nach den gleichen Verfahren dekodiert werden.

Claims (7)

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 gekennzeichnet, 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 Digitahignals geändert hat, zugeordnete Impuls in das nächstfolgende Abtastintervall eingetastet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao zeichnet, d jß an jedem iV-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 asynchronen Digitalsignals eingetastet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß entweder ein »0«- oder »1 «-Signa! zu einem bestimmten Zeitpunkt während der Übertragung des asynchronen Digitalsignals eingetastet 3= 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 Taktimpulse, 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 lugischer Schaltzustand und der Ausgangsimpulsfolge de; Abtastgliedes beaufschlagte Kodierstufe (5), die die Ausgangsimpulsfolge des Abtastgliedts 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 Digitalsignais in jedem Kanal in Abhängigkeit von einem jeden im Kanalimpulsgeneritor (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 Zustandsgenerators (3, 36) aufweist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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