DE1959175C3 - Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung der n(n-23·..) pulsmodulierten Signale in n Kanälen - Google Patents

Description

Die I iliin'img bet ι iff) ein Vei fahren zur gleichzeitigen tHiertragung der η in 2. } ... | pulsniodiilierten Signale \on η Kanälen über eine gemeinsame t'lbertragungsstrccke. bei dem sendeseilig jedes pulsmodulierle Signal in einen! Sequenzimululalor mit einer von » Schlüsselseiiuenzen. die zusammen ein orthogonales Sv stern bilden, moduliert wird und die auf diese Weise gewonnenen sequenzmodulierten, pulsmodulierten Signale, gegebenenfalls nach Frequenzumsetzung der einzelnen Kanäle und odei der zu ei nein Su minen kanal zusammengefaßten Kanäle, gleichzeitig in Form eines Summenkiinals zur I niplangsseile hin übertragen werden und eniplangsseilig. gegebenenfalls nach Frequenzriickumselzung der im Sunimenkanal zusammengefaßten Kanäle, die einzelnen Kanäle durch einen Konelalii'iisveigleich aus dem Sunimenkanal zurückgewonnen werden, indem das Summenkanalsignal in einer Anzahl von Sequenzdcniodulaloren, die den einzelnen Kanälen zugeordnet sind, mit den sendeseilig den einzelnen Kanälen zugeordneten Schlüsselsequenzen korreliert wird.

In der elektrischen Nachrichtentechnik werden zur gleichzeitigen übertragung mehrerer Nachrichlenkanäle in vielen Fällen die Kanäle nach dem Zeitmultiplexverfahren zusammengefaßt und in Form eines Sunimenkanals übertragen.

Hei der übertragung einer Vielzahl von Signalen nach dem Zeitmultiplexverfahren liegen die einzelnen Signale in piilsmodulierter Form vor und werden einsprechend dem gewählten Pulsrahmenschema in zeitlicher Staffelung zu einem Sumnienkanal zusammengefügt. Im Gegensalz zu einer Nachrichtenübertragung nach dem Frequenzmultiplexverfahren wird bei der übertragung der Signale in pulsnioilulierler Form pro Kanal ein erheblich größeres Frequenzband benötigt. Dies erzwing! bei der gleichzeitigen übertragung einer grollen Anzahl von Kanälen eine überlragungsfrcqucn/handlagc bei sehr hohen Frequenzen. Als ühcrlragungsfrequenzhandlugc bielel sich besonders der CiI Iz-Hereich an. Wie die Praxis zeigt, bereitet es bei derart hohen Frequenzen außerordentlich große Schwierigkeiten, den für einen einwandfreien Metrieb

erforderlichen hohen Gleichlauf /wischen Sende- und limpfangsseite .sicherzustellen.

Aus »Archiv der elektrischen tibertragMiig (AHO)« I¹Hi¹J. Heft 6, Seilen 28') bis 2^lJ4, ist bereits ein Nachrichtens) stern bekannt, bei dem gleich/eilig η Kanüle über eine gemeinsame tiberlragun^sslrecke übertragen werden und zur Übertragung jedes einzelne Signal mit einer von η Adressen multipliziert w ird. Die gleichzeitige Übertragung erfolgt über einen Sumniunkanal. aus ueni einpfangsseitig, gegebenenfalls nach einer 1 requenzrückumsetzung. die ein/einen Kanüle zurückgewonnen werden.

Aus» Proceedings of the IhIJx Ma) I¹JMi. Seilen 76Λ bis 777. um! aus »IHM Journal«, July I¹J(O. Seiten 241 bis 255. sind ebenfalls Nachrichtensysteme bekannt, bei denen gleich/eilig η Kanüle über eine gemeinsame tiberiragungsslreckeübertragen werden uiul/ur tiber-Iragung jedes einzelne Signal mit einer \on η Adressen imillipli/iert wird. Außerdem geht aus dem genannten Stand der Technik hervor, daß als Adressen Schlüsselsci|ucnzen verwendet werden können uiul daß empfangsseitig ilie ein/einen Kanüle dadurch wiedergewonnen werden, dall das Siinunenkanalsignal mit den seiuleseitig ilen ein/einen Kanülen /ugeorilnelen Schliisselsequenzen korreliert wird iiiul ilalt dieein/elneu Sihlüsselsequen/en ein orthogonales System bilden.

Der I rlinduug liegt die Aufgabe zugrunde, für die gleich/eilige übertragung einer Viel/ahl \on Kanülen, hei denen die zu übertragenden Signale in pulsniod:!- lic-rler Torrn \orliegen. eine weitere Lösung anzugeben, die die geschilderten (ileichlaufschw ierigkeilen /w ischen Sende- und 1 mplangsseile überwindet. Dabei ist /ti beachten, dall alle Schlüsselsequen/en. bezogen auf die Zeitdauer einer bestimmten Periode der /u übertragenden Signale, periodisch und jeweils zueinander orthogonal sein können und daM die Lin/elimpulse der Schlüsselseiiuenzen gegenüber tier Dauer eines Liu/climpulscs der /η übertragenden Signale in pulsmodulierler l-'orm eine wenigstens um den Faktor

, _(j kleinere Impulsdauer aufweisen können. Is kann

alici auch die Periode einer Schlüsselsequenz gleich der Dauereines Fin/eliinpulses der /u übertragenden pulsniodiilierlen Signale gewühlt sein. Weiterhin ist zu beachten, ilaB ein Signalwerl der zu üherlragenden pulsinodiilierten Signale im allgemeinen aus einer Gruppe von aufeinanderfolgenden Impulse.ι besteht und hierbei die Periode einer Schlüsselsequenz gleich einer Periode der zu üherlragenden Signalwerle gewählt sein kann und daIA es sich bei ilen pulsmodulierten Signalen um pulscodemodiilierle Signale handeln kann.

Ii liiulungsgeniäl.l wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der die /ι Kanüle umfassende Siinimenkanal dem einen Eingang zweier Synchrondemodulatoren zugeführt wird, an deren anderem Hingang die für die gewünschte Frequenzumsetzung, erforderliche t'Jberlagerungsschwingung anliegt, und zwar mit gegenseitiger Phasenverschiebung von ¹JO , daß die an den Ausgängen der beiden Synchrondemoilulatoren auftretenden Mischprodukte auf gelrennten Wegen über Tiefpässe den jeweils mil der kanal/ugehörigen Schlüsselsequenz gesteuerten Sequenz.moiiulatoren zugeleitet werden und daß die Ausgangssignale der Sequenzmodulatorcn, gegebenenfalls nach Durchlaufen von Ticfpaßlillcm, quadriert, gleichgerichtet und anschließend cntsnrechend ihrer Kannlzuuehöriukeit paarweise zu den ursprünglichen pulsmodulierten Signalen zusammengefaßt werden.

Ist aus übertragungstechnischen Gründen eine Umsetzung in eine höhere Frequenzlage erforderlich, Ί so ist es zweckmäßig, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zu verwenden, bei der sendeseilig für jeden pulsmodulierten Signalkanal ein Frequenzumsetzer zur Signalumsetzung in eine Zwischenfrequenzebene vorgesehen ist, dessen Eingang

i" mit dem Ausgang des zugehörigen Sequenzmodulators verbunden ist, daß ferner die Ausgänge der Frequenzumsetzer zueinander parallel geschaltet sind und mit dem Eingang eines HF-Teils zur weiteren Umsetzung in eine Dbertragungslage verbunden sind.

ii daß .außerdem empfangsseitig eine HF-Schallung zur Rückumsetzung der in einem .Summenkanal zusammengefaßten ankommenden Kanäle in eine Zwischenfrequenzebene vorgesehen ist, auf die in Übertragungsrichtung zwei Synchrondemodulatoren mil

-'» um ¹Jl) gegeneinander verschobener nberlagerungsschwingung folgen, daß weiterhin dem Ausgang jedes der beiden Synchrondemodulatoren ein Tiefpaß und anschließend für jeden Kanal ein Sequenzdemodulator angeschaltet ist, der mit der kanalzugehörigen

-·■> Schlüsselfrequenz gesteuert ist, und daß die Ausgangssignale sämtlicher Sequenzdemodulatoren. gegebenenfalls über Tiefpässe, mit quadratischen Gleichrichtern in Verbindung stehen, deren Ausgänge wiederum entsprechend ihrer Kanalzugehörigkeil paarweise

in zu den Kanalausgängen einander parallel geschaltet sind.

Durch diese Maßnahme ist ein Gleichlauf/wischen den nberlagerungsschwingungen auf der Sendeseite und der Impfangsseite nicht mehr erforderlich. Dies

ι; ist leicht an einer formelmäßigen Darstellung der elektrischen Maßnahmen zu eikennen.

Die pulsmodulierten Signale C₁(O eines Signalkanals werden im Sequen/modulalor mit der Schlüsselsequenz. 1'.S₁(O moduliert. Diese Modulation bedeutet

ι» eine Multiplikation, am Ausgang des Sequen/inodulators erscheint das Produkt IZ₃₁(J) = C₁(I) · t'_si(j). Mit dem Ausgangssignal IZj₁(O wird in einem ersten Frequenzumsetzer eine trägerfrequenz Spannung

C₄ = C₄ ■ sin ci₄ ■ /

moduliert. Der Träger wird am Ausgang des Frequen/umset/ers unterdrückt, die Amplitude des Aus-■ >ii gangssiunals ist also

Die Ausgangssignale C₄₁ .. . C_4n aller η Frequenzumsetzer werden zu einem Summenkanal zusammengefaßt und nach weiteren Frequenzumsetzungen in einem HF-Teil übertragen. Empfangsseitig wird der Summenkanal nach einer Frequenzrückumselziing in einer HF-Schaltung dem einen Eingang zweier Synchrondemodulatoren zugeführt.

Weicht die Frequenz der Uberlageriingsschwingung des Synchrondemodulator von der sendeseitiuen riberlageruiigsfrequenz um die Frequcnzdiuerenz. l> ab, so gilt für die Ausgangssignale U₁ ;uid [Z₁₁ der Synchrondemodulatoren I und II:

C₁ - 2C₄ sin ci₄ ■ f ■ sin (ci₄ ι- Ll) ι = Ii. cos I)/ ι- C- cos 2'··· ■ '

{'„ = 2 C₄ sin ι·)₄ ■ ι ■ cos(«,₄ ^ 12|/
= (/₄ sin 12 f ^J V₄ sin 2···₄ ■ ι.

[>iis /weite Cilicil in den beiden obigen Gleichungen wird von den auf die Sychrondemodulaloren folgenden i icfpässe nicht uuichgclassen. Da die Ausgangssignale der Tiefpasse in quadratischen Gleichrichtern gleichgerichtet werden, ergibt die Summe der quad'.iertcn Ausgangsspannungen der beiden Synchrondemodulalorcn

U ι -i L'ii = O₄.

Die störende Modulation mit 12. die auch durch ϊ·rt^i'uen7.übwe!cr!un^iTcn m den HF-T eilen hervorgerufen sein kann, ist also beseitigt.

Zweckmäßigerweise wird das Quadrat der Ausgangssignale dei beiden Synchrondemodulatoren erst nach der Trennung der einzelnen Kanäle in den Sequenzdemodulatoren vorgenommen.

Tür die Erzeugung von Schlüsselsequcnzcn sind mehrere Anordnungen denkbar. Eine sehr einfache Möglichkeit besteht darin, daß sendcseitig und cmpfangsscitig eine zur Erzeugung der Schlüsselsequenz^ vorgesehene Schaltungsanordnung aus einer Vcrzögerungsleitung und einem die Verzögerungsleitung über Entkopplungsglieder speisenden Pulsgenerator angeordnet ist. und daß die eine Sequenz darstellende periodische Impulsfolge über entsprechend der gewünschten Sequenz an der Verzögerungsleitung \orgesehene Abgriffe gewonnen wird.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Hcispielc soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ohne Frequenzumsetzung,

Fig. 2 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit zweimaliger Frequenzumsetzung.

Fig. 3 eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Schlüsselsequenzen.

!ig. 4 zwei zueinander orthogonale Schlüssclsequenzen.

Die Anordnung nach Fig. 1 besieht aus einer Scndcsei'e I und einer Empfangsseite II. Die Sendeseite 1 enthält die Sequenzmodulatoren 51...Sh und die Schaltungen zur Entkopplung /1, ... A_n. Die Ausgänge der Sequenzmodulatoren Sl...S/ι mit den Signalkanaleingängen K₁ ... K_n und den Schlüsselsequenzeingängen s, ... S_n sind über die Schaltungen A₁ ... A_n einander parallel geschaltet. Die Empfangsseite II besteht aus den Entkoppclschaltungcn £,...£„ und den Sequenzdemodulatoren Dl ... Dn. Die Eingänge der Entkoppelschaliungcn £, ... £„ sind parallel geschaltet, ihre Ausgänge sind mit den Eingängen der Sequenzdemodulatoren D1... Dn mit den Schlüsselsequenzeingängcn .V₁ ... s„ und den Signalkanalausgängen Ki ... K_n verbunden. Als Sequenzmodulatoren und Sequenzdemodulatoren können beispielsweise Ring- oder Doppelgegcntaktmodulatoren verwendet werden.

Die Signalkanäle K₁ ... K_n werden sendescitig in den Sequenzmodulatoren Sl ... Sn mit der zugehörigen Schlüsselsequenz moduliert. Die Ausgangssignale der Sequenzmodulatoren werden über die Schaltungen /4, ... A_n, die Glieder zur Entkopplung und Tiefpässe enthalten, zu einem Summenkanal parallel geschaltet. Die zu diesem Summenkanal zusammengefaßten Ausgangssignale der Sequcnzmodu-

latoien S 1 .. . Sn werden übel (.inen tibciiragun'.'suc;j /in F.mpfaiigsscitc I! geleitet und werden übei ilie Schaltungen /·.', . . . £.,. die ebenfalls (ilieder 'U^ Entkopplung und 'lielpässe enthalten können, den Seqrcn/demodulaloren /Jl ... Dn zugeleitet. Die Signalspaniuing des Summcnkanals wird in diesen Sequen/dcmodulatoren mit den sendeseill·.' zugefügten Schlüsselsequcnzen .ν, . . . .·>„ verglichen. Am Ausgang eines Scqucn/demodulalors erschein! nur der Signalkanal, dessen Schlüsselsequenz clem SecjUL.i/ik'modul.iUK zugeführt wurde.

I ig 2 zeigt eine Anordnung /tu Anwendung des Verfahrens, bei der die in den Sequenzmodulatoren m<'«.:u!ierten Kaiialsignale erst nach Irequen/iiinsc!.'linger! zusammengefaßt und übertragen werden. Die Anordnung enthält wiederum einen Sendeleil I und einen Empfangsteil II. Der Sendeteil I besieht aus den Sequenzmodulatoren .S'l ... Sh. den Frequenzumsetzern /·", .. . /·„ und dem Hoehfrcqucnztcil Hl\. Die pulsmodulierten Kanalsignalc werden den Signalkanalcingängen K₁ ... K_n der Sequenzmodulatoren Sl ... Sn zugeführt, an deren Schlüsselsequenzeingängcn .ν, ... x„ die zugehörigen Schlüsselsequcnzen eingespeist werden. Die Ausgänge der Sequenzmodulatoren sind mit den Eingängen der Frequenzumsetzer /·', .. . /-"„ verbunden, denen die gleiche Uberlagerungsschwingung mit der Frequenz /_/( zugeführt wird. Die Ausgänge sämtlicher Frequenzumsetzer F₁ ... F_n sind zueinander parallel geschaltet und mit dem Eingang des Hochfrcqucn/-teils HF_S verbunden.

Der Empfangsteil Il enthält eine Hochfrequenzschaltung WF₁, zwei Synchrondemodulatoren Sl) und SD'. die Tiefpässe TP und TP', die Sequenzdemodulatoren DXIDY... DnIDn' und die quadratischen Gleichrichter QIiQV... QnIQn'. Der Summenkanal von der Sendeseite wird in der Hochfrequenzschaltung HF₁. in die Zwischenfrequenzebcnc rückumgesetzt. Der Ausgang der Hochfrequenzschaltung ist mit dem einen Eingang der beiden Sychrondemodulatorcn SD SD' verbunden. Den beiden Synchrondemodulaloren wird die uberlagerungsschwingung /_/( mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung von 90 zugeführt. Die Ausgänge der Synchrondemodulatoren sind über die Tiefpässe TP und TP' mit den Eingängen der jeweils zwei Sequenzdemodulatoren DIjDi'... Dn Dn' pro Kanal verbunden, deren Schlüsselsequenzeingängcn .V₁ ... .s„ die kanalzugehörige Schlüsselsequenz zugeführt wird. Die Ausgänge der zwei Sequenzdemodulatoren pro Kanal sind über die quadratischen Gleichrichter Ql'QY .. . Qn Qn' parallel geschaltet und ergeben die Signalkanalausgänge K₁ ... K_n.

Die Schaltung zur Erzeugung der Schlüsselsequenzen zeigt Fig. 3. Die Anordnung enthält einen Impulsgenerator G und die Verzögerungsleitung VL. Der Impulsgenerator ist entsprechend der gewünschten Sequenz an mehreren Punkten mit der Verzögerungsleitung verbunden. Die Verzögerungsleitung ist an beiden Enden durch die Anpaßwiderstände R₁₁ abgeschlossen, die Schlüssclsequenzen können am Ausgang A abgenommen werden. Der Impulsgenerator G kann in Verbindung mit je einer Verzögerungsleitung pro Schlüsselsequenz gleichzeitig zur Erzeugung aller Schlüsselsequcnzen verwendet werden, wenn der Impulsgenerator über Entkopplungsglieder (1 ... 6) mit den Verzögerungsleitungen verbunden ist.

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l^;i{!.4 /eijil ein Hcispicl für /uei verschiedene X

Scliliissclscqiicn/cn. Die beiden SclilüsseKetiucn/en / (^₁ ('_vidf =.- ο

(λ, . . . .V₁₁) .sind /iiciiKiiniJi >■: !liogonal. Ixvoyen ;ιιιΓ ;'

fine Periode (?) des /11 iiberliMgcnden Sij;nalk;inals. ,

Diese l'eiioile kiinn die Dauer eines ein/einen Im- . pulses dei Siunale odei beispielsweise bei PCM- r

Kanälen die Periodendauer eines ("odeuoiles sein. I i'u ■ ( _w di =

l'iir ti ic beiden Schlüsselsequen/cn μιΐί ,'

2 liiati Zeiclnumgcn

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur gleichzeitigen übertragung der η (/) = 2, 3 ...) pulsmodulierten Signale von η Kanälen über eine gemeinsame Uherlragungsstrecke, bei dem sendeseitig jedes pulMiuululicrte Signal in einem Sequenzniodulator mit einer von /ι Schlüssclsequenzen, die /usamnien ein orthogonales System bilden, moduliert wird und die auf diese Weisegew onnenen sequen/modulierten, pulsmodulierlen Sign;i!e, gegebenenfalls nach Frequenzumsetzung der einzelnen Kanüle und/oder der zu einem Summenkanal zusammengefaßten Kanäle, gleichzeitig in Form eines Summenkanals zur Fmpfungsseite hin übertragen werden und cnipfangsseitig. gegebenenfalls nach Frequenzrückimiseizung der im Summenkanal zusanimengefalilen Kanäle, die einzelnen Kanäle durch einen Korrelationsvergleich aus dem Sunimenkanal zurückgewonnen werden, indem das Siimiucnkanalsignai in einer Anzahl von Seciuenzdemodulatoren. tue den einzelnen Kanälen zugeordnet sind, mit den sendeseitig den einzelnen Kanälen zugeordneten Schlüsselseiiuenzen korrelierl u ird. d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, dall der die η Kanäle umfassende Sunimenkanal dem einen F.ingang zweier Svnchrondemodulaloren (.S'/), .SV)) zugeführt wird, an deren anderem Fingang die für die gewünschte Frequenzumsetzung erforderliche überlagerungsschwingung anliegt, und zwar mit gegenseitiger Phasenverschiebung von ')() , daß die au den Ausgängen der beiden Svnchrondeniudulatoren auftretenden Mischprodukte aufgetrennten Wegen über Tiefpässe den jeweils mit der kanalzugehötigen Schlüsselsequenz gesteuerten Sequenzmodulatoren (/) 1. /) Γ .. . Dn¹Dn) zugeleitet werden und dall die Allsgangssignale der Scquen/modiilalorcn. gegebenenfalls nach Durchlaufen von Tiefpaßfiltern, quadriert, gleichgerichtet und anschließend entsprechend ihrer Kanalzugehörigkeil paarweise zu ilen ursprünglichen piilsinodulierlen Signalen zusammengefaßt werden.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfallrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dall sendeseitig für jeden pulsmodulierten Signalkanal ein Frequenzumsetzer (F, . . F₁₁) zur Signahimsetzung in eine Zwischenlrequenzebene vorgesehen ist, dessen Hingung mit dem Ausgang des zugehörigen Sequen/modulators (S₁ . . . Sn) verbunden ist. daß ferner die Ausgänge der Frequenzumsetzer zueinander parallel geschaltet sind und mit dem Fingang eines llochfrequenzteils (//FJ zur weiteren Umsetzung in eine t'Ibertragungslage verbunden sind, daß außerdem empfungsseitig eine Hochfrequenzschaltung (//F₁,) zur Rückumsetzung der in einem Sumnienkanal zusammengefaßten ankommenden Kanäle in eine Zwischenfrequenzebene vorgesehen ist, auf die in übertragungsrichtung zwei Synchrondemodulatoren (SD, SD') mit um 90 gegeneinander phasenverschobenen überlagerungsschwingungen folgen, daß weiterhin dem Ausgang jedes der beiden Synchrondemodulatoren ein Tiefpaß (TP, TP') und anschließend für jeden Kanal ein Scqucnzdcmodulutor (DX¹DV... DnI Dn') eingeschaltet ist, der mit der kanulz.ugchörigcn Schlüsselsequenz, (.v, . . . s„) gesteuert ist, und daß (Jit¹ Aiisii;irw^Tssi''ni'.!e ^:.'llor ScoiK'nzflemoduliW.oren

gegebenenfalls über Tiefpässe, mit quadratischen Gleichrichtern (Q I Q V ... Qn Qn) in Verbindung stehen, deren Ausgänge wiederum entsprechend ihrer Kanalzugehörigkeit paarweise zu den Kanaiaiisgängen (K₁ ... KJ einander parallel geschalte: sind.

.V Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dall sendeseitig und empfangsseilig eine zur Urzeugung der Schlüsselsequenzen vorgesehene Schaltungsanordnung aus einer Verzögerungsleitung (I /.) und einem die Verzögerungsleitung über Intkopplungsglieiler (1 bis 6) speisenden Pulsgenerator l(») angeordnet ist und dal! die eine Sequenz darstellende periodische Impulsfolge über entsprechend der gewünschten Sei)iien/ an der Verzögerungsleitung vorgesehene Abgriffe gewonnen wird.