DE2105393A1 - Sender und Empfänger fur die Ubertra gung von Daten - Google Patents

Description

101 Bi.Murat, Paris I6eme, Frankreich

Sender und Empfänger für die Übertragung von Daten

Die Erfindung bezieht sich auf Datenübertragungssysteme, insbesondere auf solche Systeme, die mit Wellen arbeiten, die sich in einem Übertragungsmedium auf mehreren Wegen ausbreiten.

Es kommt häufig vor, daß eine Funkübertragung oder eine Schallwellenübertragung auf mehreren verschiedenen Wegen erfolgt, d.h., daß ein Empfänger für einen ausgesendeten kurzen Impuls eine zeitlich gestreute Impulsfolge empfängt, weil die verschiedenen Weglängen nicht gleich sind. Dies ist beispielsweise bei Kurzwellenübertragungen der Fall, wenn das ausgesendete Signal von mehreren Schichten der Ionosphäre reflektiert wird. Das gleiche gilt für Übertragungen in einem flüssigen Medium( insbesondere Unterwasserübertragungen) mit Schallwellen oder Ultraschallwellen. Bei einer Datenübertragung, bei welcher die aufeinanderfolgenden Modulationczustände des Übertragungssignals eine Polge von im allgemeinen binären Datensymbolen darstellen, erzeugt ein alo solches Ausbreitungsmedium ein Übersprechen von Symbol zu Symbol infolge

IQ9833MU2

der Streuung der übertragenen Signale je nach den verschiedenen Weglängen, die auf Grund eines gleichen Elementarsignals durchlaufen werden. Die Übertragungsgeschwindigkeit auf der Sendeseite ist daher notwendigerweise begrenzt, damit der Empfänger trotz der Streuung der empfangenen Signale das übertragene Symbol erkennen kann·

Bei einem bekannten, mit Kurzwellen arbeitenden Datenübertragungssystem werden mehrere Elementarsignale gleichzeitig auf verschiedenen diskretenFrequenzen ausgesendet, wobei die gemeinsame Dauer X der gesendeten Elementarsignale länger als die maximale Streuung Δ der in einem Obertragungs'medium auf Grund eines Impulses erhaltenen Empfangsimpulse ist. Somit entsteht für jede Aussendung erapfangsseitig ein Zeitintervall der Dauer X "-.Δ., in dessen Verlauf in jedem Kanal gleichzeitig die Signale empfangen werden, die den verschiedenen Wegen entsprechen, die das gleiche ausgesendete Elementarsignal durchlaufen hat, und dersn Resultierende eine konstante Phase und eine konstante Amplitude im Verlauf dieses Zeitintervalls aufweist, wobei diese Resultierende unmittelbar für die Demodulation verwendet wird. Auf jeder Frequenz kann das Signal dann in herkömmlicher Weise zur Darstellung der binären Symbole moduliert werden, beispielsweise in einer Zweiphasen-oder Vierphasen-Modulation. Die gleichzeitige Aussendung auf den verschiedenen Frequenzen erfordert jedoch einen Betrieb des Senders mit einem beträchtlichen Spitzenfaktor und einer großen Amplituden linearität. Empfangsseitig erfordert die Verwendung einer für alle Kanäle gemeinsamen Synchronisation eine große Phasenlinearität.

109Ö33/U42

Solche Systeme erfordern daher sehr komplizierte Einrichtungen, mit denen mehrere Signale parallel gesendet und empfangen werden können.

Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile unter Aufrechterhaltang einer befriedigenden Übertragungskapazität für eine gegebene Anzahl von Frequenzen.

Nach der Erfindung ist ein Datensender mit einerAnordnung zur Erzeugung von sinusförmigen Elementarsignalen der gleichen Dauer χ, die auf η verschiedenen Frequenzen (n = ganze Zahl>i) mit der Periode T auf jeder Frequenz {

abgegeben werden und auf jeder Frequenz phasendifferenzmoduliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugeranordnung so ausgebildet ist, daß sie die Elementarsignale nacheinander abgibt,und und daß jeweils η aufeinanderfolgende Elementarsignale auf de» η Frequenzen in einer vorgegebenen Reihenfolge abgegeben werden.

Ein Datenempfänger für den Betrieb in "fcrbindung mit einem Datensender der zuvor definierten Art mit η Empfangsschaltungen, die jeweils einer der η Frequenzen zugeordnet sind, wobei jede Empfangsschaltung eine Meßanordnung enthält, die im Verlauf eines Meßintervalls in jeder

Periode T die Phasendifferenz zwischen den in mehreren "

Zeitpunkten t^ des Meßintervalls empfangenen Signalen und den in den Zeitpunkten t> -T empfangenen Signalen

mißt, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, "*

daß die Meßintervalle eine Dauer haben, die größer als χ ist, wobei die Zeitpunkte t^ in an sich bekannter Weise das Meßintervall kontinuierlich bedecken können oder in dem Meßintervall verteilte diskrete Zeitpunkte sein können, und daß jede Empfangsschaltung eine Anordnung enthält, welche den Mittelwert der

109833/U4 2

Ergebnisse der im Verlauf jedes Meßintervalls durchgeführten Messungen bildet.

AusführungsbeispieIe der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 das Prinzipschema eines Ausführungsbeispiela eines erfindungsgemäasen Senders,

Pig.2 und 3 Diagramme zur Erläuterung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips,

Fig.4 das Prinzipschaltbild einer Empfängerschaltung nach der Erfindung,

Pig.5 ein Ausführungsbeispiel eines Bestandteils der Schaltung von Pig.4, und

Pig.6 das Prinzipschema einer anderen AusführUBgsform der erfindungsgemässen Empfängerschaltung.

Zum besseren Verständnis des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips sei zunächst genauer auf den bekannten Stand der Technik eingegangen. Nach dem Stand der Technik wird gleichzeitig auf jedem Frequenzkanal mit einer Folgeperiode T dn Elementarsignal der Dauer X ausgesendet, wobei T im allgemeinen gleich t gewählt wird.

Es sei ein gegebenes Elementarsignal betrachtet, das auf einer gegebenen Frequenz gesendet wird. Wenn mit t der Zeitpunkt bezeichnet wird, an dem der Anfang des Eletnentarsignals empfangen wird, das sich über den kürzesten Weg ausgebreitet hat, erscheint das Ende des gleichen Signals für den gleichen Weg im Zeitpunkt t_Q + f .

109833/1U2

Andrerseits wird der Anfang des Elementarsignals, das über den Ii

empfangen.

über den längsten Weg gelaufen ist, im Zeitpunkt t +

Da sich die Struktur des Ausbreitungsraediums gegenüber T nur langsam ändert, erhält man also eine nach Amplitude und Phase stabile Resultierende der Signale, die auf Grund der Aussendung des Elementarsignals zwischen den Zeitpunkten t +Δ und t +f empfangen werden, denn man hat dann die Resultierende der Signale, die der Gesamtheit der Übertragungswege entsprechen. Man verwendet fürÄeinen Wert, der unter Berücksichtigung des Ausbreitungsmediuras '

und seiner möglichen Änderungen als ausreichend hoch '

angesehen wird. Dies setzt offensichtlich voraus, daß Xr beträchtlich größer als ^ ist.

Erfindungsgemäß verzichtet man vollständig auf dieses Vorgehen. Empfangsseitig wird für jedes gesendete Elementarsignal die Phasendifferenz zwischen diesem Signal und dem zuvor auf der gleichen Frequenz übertragenen Elementarsignal im Verlauf einer Meßzeit θ gemessen, die größer als χ und vorzugsweise im wesentlichen gleich der Gesamtzeit tr+ Δ ist, in cbren Verlauf Signale auf Grund der Sendung eines einzigen Elementarsignals empfangen werden. Es wird gezeigt werden, daß dies gerechtfertigt '\

ist, wenn man berücksichtigt, daß jede eventuelle Änderung des Ausbreitungsmediuras im Verlauf einer Periode T (Folgeperiode der auf der gleichen Frequenz gesendeten Signale) praktisch unmerklich ist, und daß demzufolge die im Verlauf eines Zeitintervalls θ gemessenea.-Terschiedenen Phasenverschiebungen den gleichen nominalen Wert haben, obgleich sich die Phasen jedes der beiden verglichenen resultierenden Signale in Abhängigkeit von den Wegen geändert haben, die nacheinander in diesen resultierenden Signalen dargestellt sind, und man bildet andrerseits

109833/U42

den Mittelwert der verschiedenen MeSergebenisse.Dadurch kann die Bedingung τ>Δ der bekannten Lösungen entfallen, und diese Verringerung von tr kann dazu ausgenützt werden, im Verlauf der gleichen Periode T ohne zeitliche Überlappung nacheinander η Elementarsignale auf η verschiedenen Frequenzen auszusenden, wobei die Dauer f dieser Elementarsignale höchstens gleich T/n ist und T einfach die Beziehung ¹S^x+ Δ. erfüllen muß, damit die Überlagerung der Signale vermieden wird, die auf Grund von zwei nacheinander auf dem gleichen Kanal ausgesendeten Signalen empfangen werden. Für T =Τ + Δ gilt *r =

Die Erfindung soll nachstehend für den folgenden Sonderfall genauer beschrieben werden:

Man verwendet vier Frequenzen F₃, F_b, I"_c und F_fl. Die zu übertragenden Daten sind binäre Signale, und die gewählte Modulation ist die Vierphasen-Differen zmod ulat ion, d.h., daß jedes Elementarsignal eine Gruppe von zwei Binärziffern 00, 01, 10 oder 11 darstellt, je nachdem, ob aeine Phase in Bezug auf die Phase des vorangehenden Elementareignale der gleichen Frequenz 0°, 90°, 180° oder 270° beträgt.

Fig.2 ist das der Sendaog entsprechende Zeitdiagramm. Dieses Diagramm zeigt die Verteilung der vier Frequenzen F₃, F_b, F_c, F_d als Funktion der Zeit t. Jede dieser Frequenzen wird für eine Dauer t" mit einer Folgeperioöe T= 4t ausgesendet.

Der Abstand zwischen den verwendeten Frequenzen muß ausreichend groß gegen 1/tr sein, damit die Trennung der auf den verschiedenen Frequenzen gesendeten Impulse durch Filterung möglich ist.

109833/U42

Die Übertragung erfolgt über mehrere Wege unterschiedlicher Länge, und beim Empfang wird das gleiche gesendete Signal während einer Dauer χ-¹ -Τ + Δ empfangen. Fig.3 zeigt den Pail, daß T = τ +Δ « ^{was äem} kleinstmöglichen Wert für T entspricht, denn beim Unterschreiten dieses Wertes gäbe es eine gegenseitige Überdeckung der Signale, die auf Grund von zwei nacheinander auf der gleichen Frequenz ausgesendeten Elementarsignale empfangen werden.

Der dem betrachteten Fall entsprechende Sender kann vier Signalerzeugeranordnungen enthalten, wie sie bei Simultansystemen verwendet werden, d.h. vier herkömmliche Eleraentarsignalgeneratoren, die in Abhängigkeit von vier Binärsignalfolgen, die paarweise mit der Periode T auftreten, phasendifferenzraoduliert werden, wobei der Unterschied gegenüber dem Simultansystem darin besteht, daß diese Generatoren der Reihe nach jeweils nur während des Teils X einer Periode T Signale abgeben,und gemeinsame Endstufen speisen, in denen ihre Ausgangssignale verstärkt und gegebenenfalls· auf höhere Frequenzen umgesetzt werden.

Es ist jedoch vorteilhaft, einen einzigen Elementarsignalgenerator für die vier Frequenzen zu verwenden, und diesem Fall entspricht die Darstellung von Fig.1. Bei der in Fig.1 gezeigten Anordnung empfängt eine logische Schaltung 1 die zu übertragenden Binärsignale, und sie liefert für jede Gruppe von zwei aufeinanderfolgenden Binärziffern, die mit der triode T/4 erscheinen, an ihrem ersten Ausgang ein Umschaltsignal zu einem Taktgeber 3. Der Taktgeber 3 ist ein Mehr fach taktgeber, welcher der Reihe nach Impulse mit den Frequenzen kF , kF^, kF und kF, liefert, wobei k ein Vielfaches von 4, beispielsweise 12 ist; die von ihm abgegebene Frequenz wird mit Hilfe einer Schaltvorrichtung umgeschaltet, die von den von der logischen Schaltung 1 kommenden Signalen gesteuert wird.

109833/U42

Der Taktgeber 3 speist einen Treppensignal generator 4_t wobei jedes dieser Treppensignale angenähert einem Zyklus einer Sinuskurve mit der Frequenz F_, F_h, F„ oder F, ist, je nachdem, ob der Generator vier Impulse.mit der Frequenz kF_g, kF,, kF oder kF^ empfängt.

Der Benerator 4 empfängt andrerseits vom zweiten Ausgang der Schaltung 1, (der ein Zweidraht-Ausgang sein kann) ein Signal, das unter Berücksichtigung der Beschaffenheit der zuvor übertragenen Gruppe von zwei Binärziffern und demzufolge der durch Rekursion bekannten Phase des entsprechenden Elementarsignals die Anfangsphase anzeigt, die dera neuen Elementarsignal gegeben, werden muß.Der Generator 4 kann durch eine Signalformerschaltung für periodische Signale gebildet sein, bei der ein Verschieberegister mit q Stufen verwendet wird. In einer solchen Signalformerschaltung ist der Ausgang des Versbhieberegisters derart mit seinem Eingang verbunden, daß die wieder eingegebene Ziffer umgekehrt wird , und ferner enthält jede Stufe des Verschieberegisters einen Hilfsausgang, der an eine Klemme eines Widerstandsnetzwerkes angeschlossen ist, dessen Ausgang den Ausgang der Signalformerschaltung darstellt. Das Verschieberegister ist anfänglich beispielsweise mit q Binär ziffern "0" gefüllt, und es werden ihm Fortschaltimpulse mit der Frequenz 2qF zugeführt, wenn F die Frequenz des gewünschten periodischen Signals ist-Die Form eines Zyklus des periodischen Signals ist durch den Aufbau des Widerstandsnetzwerke3 bestimmt, da die Zahl und die Werte der Widerstände den Augenblickswert des von derZahl der Ziffern "1" abhängigen Ausgangssignals beeinflußt. Die Zahl der Ziffern "1" nimmt zunächst für jeden FortsehaltgLrapuls um eine Einheit zu und nimmt dann wieder für jeden Fortschalteimpuls um eine Einheit ab. Ein Zyklus des periodischen Signals ist somit nach 2q Portschalteiiapulsen erzwingt.

109833/1U2

Der anfängliche Inhalt des Verschieberegisters hängt von der dem Elementarsignal zu erteilenden Phase ab, im Falle einer Vierphasen-Modulation also entweder qZiffern "O" oder q/2 Ziffern "1" , denen q Ziffern "O" folgen, oder q Ziffern "1" , oder q/2 Ziffern "0", denen q Ziffern ^M1" folgen.

Im vorliegenden Fall verwendet man also ein Verschieberegister mit q = k/2 = 6 Stufen. Die Änderung der Frequenz der vom Taktgeber 3 gelieferten Forts ehalte impulse ergibt die Frequenzänderung des abgegebenen Signals.

Der Ausgang des Generators 4 speist vier Bandfilter 6, 7, 8, 9» die auf die Frequenzen F , F, , F bzw. F, abgestimmt

3 D C .CL

sind und die ihnen zugeführten Treppensignale in sinusförmige Signale umwandeln. Die Ausgänge dieser vier Bandfilter sind mit dem Eingang der Endstufen des Senders verbunden, in denen die Aus gangssignale der Filter verstärkt und gegebenenfalls auf höhere Frequenzen umgesetzt werden. Im letzten Fall werden sie im allgemeinen empfangsseitig wieder auf die ursprünglichen Frequenzen umgesetzt.

Fig.4 und 5 zeigen eine der vier Empfangsschaltungen des Empfängers, die jeweils einer der vier verwendeten Frequenzen zugeordnet sind und denen entsprechende Filter vorgeschaltet sind.

Bei der Anordnung von Fig.4 werden die an der Klemme 11 empfangenen Signale dem einen Eingang 15 einer Demodulationsschaltung 13 direkt und dem anderen Eingang 16 dieser Demodulationsschaltung über eine Verzögerungsleitung 12 zugeführt. Die Demodulationsschaltung 13 gibt an der Klemme 14 die demodulierte numerische Information ab.

109833/1U2

Im Pall von Signalen der in Fig.2 dargestellten Art muß die Verzögerungsleitung, die eine Ultraschall-Verzögerungsleitung sein kann, eine Verzögerung 4tr= T aufweisen. Die Deraodulationsschaltung 13 empfängt dann an ihren Eingängen gleichzeitig zwei Signale, die nacheinander auf einer der Frequenzen ausgesendet worden sind; sie kann daher ihren Phasenabstand messen und daraus die entsprechende numerische Information, also bei Vierphasenmodulation zwei Ziffern ableiten.

eine Ausführungsform der Demodulationsschaltung 13 dargestellt. Die der Phase nach zu vergleichenden Signale werden den Eingangs klemme η 15 und 16 der Schaltung 13 zugeführt. Die Augenbliclrswerte dieser Signale werden in einer Multiplizieranordnung 20 miteinander multipliziert. Andrerseits wird das der Klemme 16 zugeführte Signal in einem Phasenschieber 21 um 90° phasenverschoben. Dieses phasenverschobene Signal wird seinerseits in einer Multiplizieranordnung 22 mit dem der Klemme 15 zugeführten Signal multipliziert.

Die Ausgangssignale der Multiplizieranordnungen 2 0 und 22 werden zwei Integrierschaltungen 24 bzw. 25 zugeführt. Jede dieser Integrierschaltungen integriert ihr Eingangssignal während aufeinanderfolgender Zeiten T = 4t* , die durch eine Synchronisieranordnung 23 bestimmt sind. Jede Integrieranordnung wird am Beginn jeder Periode der Dauer T auf Null zurückgestellt. Das Synchronisiersystem für jede Seindefrequenz kann in beliebiger herkömmlicher Art ausgeführt sein, wie sie bei Übertragungssystemen mit einer einzigen Frequenz verwendet wird. Die Ausgangssignale der Integrierschaltungen 24 und 25 werden am Ende jeder Integrationsperiode den beiden Eingängen einer Vergleichsschaltung 26 zugeführt. Je nachdem, ob die

109833/1U2.

Phasendifferenz » zwischen den beiden Eingangs Signalen derSchaltung 13 ein geradzahliges oder ein ungeradzahliges Vielfaches von 90° ist, hat das eine oder das andere der beiden Eingangssignale der Vergleichsschaltung 26 den Nennwert Null, während das andere einen (dem Absolutwert nach) maximalen Nennwert hat, wobei dessen Vorzeichen die Bestimmung von ω ermöglicht.

Die Vergleichsschaltung 36 liefert die beiden entsprechenden Informationsziffern, die .in einem Parallel-Serien-Umsetzer 27 in Seriendarstellung gebracht und am Ausgang 14 der Schaltung 13 abgegeben werden.

Fig.6 zeigt eine andere Ausführungsform einer der vier Empfangsschaltungen. In diesem Fall ist angenommen, daß T = X +&. . Bei der Anordnung von Fig. 6 werden die Ausgangesignale des Filters des betreffenden Kanals einer Eingangsklemme 30 zugeführt. Sie gelangen zu einer Phasenmessanordnung 34% die von einem Hilfstaktgeber 32 mit der Frequenz 8/T gesteuert wird, wobei diese Frequenz dadurch erhalten wird, daß die Frequenz der die Impulse mit der Frequenz 1/T liefernden Synchronisieranordnung 33 mit 8 multipliziert wird. Der Hilfstaktgeber unterteilt jede Periode der Dauer T in acht Elementarintervalle, und in jedem dieeer Elementarintervalle wird die Augenblicksphase des empfangenen Signals für einen kennzeichnenden Zeitpunkt des betreffenden Elementarintervallo gemessen. Zu diesem Zweck liefert ein Hilfstaktgeber 35 zu der Phasenmesßanordnung 34 Impulse, die eine Torschaltung der Phasenmeßanordnung 34 zwischen dem zuvor erwähnten kennzeichnenden Zeitpunkt, der mit der Vorderflanke des vom Hilfstaktgeber 32 abgegebenen Impulses zusammenfallen kann, und dem leicht durch eine klassische Schaltung zu bestimmenden Zeitpunkt, in dem das empfangene Signal in abfallender Richtung (Phase O) durch den Wert 0 geht, durchgehen läßt.

109833/1U2

Die Frequenz des Hilfstaktgebers 35 muß natürlich ausreichend hoch sein, damit dieser eine ausreichend große Anzahl H YOU'Impulsen für jeden Zyklus der Frequenz liefert, bei welcher die Phasenmessung erfolgt. Man erhält somit für jedes auf derbetreffenden Frequenz ausgesendete; Elementarsignal acht Impulsgruppen , die einem. Zähler der Schaltung 34 zugeführt werden, der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zählungen durch die Hioterflanke der Impulse des Hilfstaktgeber3 32 auf Null zurückgestellt wird.

Die entsprechenden Impulszahlen, die durch ρ Ziffern ausgedrückt sind, wobei p, von dem Wert von iJ abhängt, werden am Ende jedes Elementarintervalls der Dauer T/8 dem ersten Eingang einer 'taodulo N"--Subtrahierschaltung direkt und dem zweiten Eingang dieser Subtrahierschaltung über eine die Verzögerung T hervorrufende Verzögerungsanordnung 36 zugeführt. In der Zeichnung sind die ρ Drähte, die der Übertragung einer Zahl mit ρ Stellen entsprechen, durch eine einzige Verbindung dargestellt.

Die Verzögerungsanordnung 36 ist hier durch ρ Register gebildet, die jeweils eine der ρ Ziffern der Impulszahlen übertragen. Jedes Register hat acht Stufen, und die Fortschaltimpulse der Register sind die vom Hilfstaktgeber 32 abgegebenen Impulse.

Die Subtrahierschaltung 37 empfängt an ihren beiden Eingängen gleichzeitig Vielfache der Zahlen m' und m, die einem Elementarsignal bzw. dem zuvor auf der gleichen Frequenz übertragenen Elementarsignal entsprechen, und sie liefert eine Zahl d, die gleich der Differenz m -τ m¹ ist, wenn m größer als m· ist, und die gleich N + (m-m¹)=!?- (m'-m) ist, wenn m¹ größer als ο ist.

109833/1U2

Die aufeinanderfolgenden Zahlen d werden einer Bewertungsanordnung 38 zugeführt. Diese Bewertungsanordnung empfängt andrerseits die Ausgangssignale einer Amplitudenmeßanordnung 31, die an die Eingangsklemme 30 angeschlossen ist, und von dem Hilfstaktgeber 32 gesteuert wird. Die Amplitudanmeßanordnung 31 enthält zwei Schwellenschaltungen und liefert zu der Bewertungsanordnung 38 für jedes Zeitintervalle T/8 eine Hnärzahl g, die 00, 01, oder 10 (d.h. '0,1 oder 2) ist, je nachdem, ob die gemessene Amplitude unter der unteren Schwelle, zwisch.ee den beiden Schwellen oder über der oberen Schwelle liegt. j

Die Bewertungsanordnung 38 fihrtdie Multiplikation d»g durch. Die aufeinanderfolgenden Produkte d * g werden einem Mittelwertrechner 39 zugeführt, der außerdem die Ausgangssignale der Schaltung 31 und die Impulse der Synchronisieranordnung 33 mit der Frequenz 1/T empfängt.

DerMittelwertrechner 39 bildet die Summen der Signale, die ihm in jeder von der Synchronisieranordnung 33 bestimmten Periode der Dauer T von der Bewertungsanordnung 38 geliefert werden und er teilt jede dieser Summen durch die Summe der acht Signale g, die von der Bewertungsanordnung 38 während der gleichen Periode der Dauer Ϊ empfangen werden.

Jeder der entsprechenden Quotienten mit dem Nennwert 0, N/4, N/2 oder 3N/4 wird einem Umsetzer 40 zugeführt, der gleichfalls durch die Synchronisieranordnung 33 synchronisiert ist und an seinem Ausgang 41 die Ziffern 00, 01, 10 oder 11 abgibt, je nachdem, ob der betreffende Quotient

(ä) kleiner als N/8 oder größer als 7N/8 ist ;

(b) zwischen N/8 und 3N/8 liegt ;

(c) zwischen 3N/8 und 5N/8 liegt oder

109833/1442

(d) zwischen 5N/8 und 7N/8 liegt.

B31 äiessiD Beispiel ist angenommen worden, daß das Intervall T, das wie bei den vorangehenden Schaltungen die Folgeperiode «jeder der verwendeten Frequenzen ist, in acht Elementarintervalle unterteilt ist, in deren Verlauf die A_mplitude und die Phase des Signals ausreichend stabil sind, daß es möglich ist, eine für jedes Intervall kennzeichnende Messung durchzuführen. Natürlich kann die gewählte Anzahl von acht Intervallen je nach Lage des Falles erhöht oder verringert werden, wie auch die Zahl der Frequenzen, die im vorliegenden Fall vier beträgt.

Der Sender und der Empfänger nach der Erfindung können vorteilhaft bei bilateralen Übertragungssysteraen verwendet werden, wobei für die Erzeugung der EletnentarsignaIe verhältnismäßig niedrige Frequenzen verwendet werden, die beim Senden auf höhere Werte umgesetzt und beim Empfang auf die ursprünglichen Werte zurückgebracht werden. Da die Sende- und Empfangsschaltungen auf den gleichen ursprünglichen Frequenzen arbeiten, können sie vorteilhaft zu einer Sende-Ecapfangs-Einheit zusammengefaßt werden.

Die beschriebenen Maßnahmen ermöglichen die Bildung von verhältnismäßig einfachen Datenübertragungsanlagen, insbesondere für «Cürzwellen, die für eine gegebene Anzahl von Frequenzen eine erhöhte Binärkapazität aufweisen.

Patentansprüche

109833/1U2

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Datensender mit einer Anordnung zur Erzeugung von sinusförmigen Elementarsignalen der gleichen Dauer f, die auf η verschiedenen Frequenzen ( η = ganze Zahl), mit der Periode T auf jeder Frequenz ahgegeben werden und auf jeder Frequenz phasendifferenzmoduliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugeranordnung so ausgebildet ist, daß sie die Elementarsignale nacheinander abgibt, und daß jeweils η aufeinanderfolgende Elementarsignale auf den η Frequenzen in einer vorgegebenen Reihenfolge abgegeben werden.

   2.Datensender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugeranordnung η verschiedene Signalgeneratoren enthält, die jeweils auf einer der η Frequenzen arbeiten, und daß der Datensender Endstufen enthält, die der Reihe nach von den η Signalgeneratoren gespeist werden,

   3. Datensender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalerzeugeranordnung einen frequenzveränderlichen Signalgenerator enthält, daß η Bandfilter vorgesehen sind, deren Eingänge mit dem Ausgang des frequenzveränderlichen Signalgenerators verbunden sind, und daß der Datensender Endotufen aufweist, deren Eingang an die Ausgänge der Filter angeschlossen ist.

   4.Datenerapfänger für den Betrieb in Verbindung mit einem Datensender nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit η Empfangsschaltungen, die jeweils einer der η Frequenzen Zugeordnet sind, wobei jede Empfangsschaltung eine Meßanordnung enthält, die im Verlauf eines Meßititervalls in

   109 8 3 37 U kl

   jeder Periode T die Phasendifferenz zwischen den in mehreren Zeitpunkten t^ des Meßintervalls empfangenen Signalen und den in denZeitpunkten t^-T empfangenen Signalen mißt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßintervalle eine Dauer haben, die größer als t ist, wobei die Zeitpunkte t^ in an sich bekannter Weise das Meßintervall kontinuierlich bedecken können oder in dem Meßintervall verteilte diskrete Zeitpunkte sein können, und daß jede Empfangsschaltung eine Anordnung enthält, welche den Mittelwert der Ergebnisse der im Verlauf jedes Meßintervalls durchgeführten Messungen bildet.

   Datenempfänger nach Anspruch 4 für den Empfang von Signalen, die in Vierphasen^Differenzmoäulation moduliert sind, mit einer Synchronisieranordnung, welche Impulse mit der Folgeperiode T liefert, und bei der die Meßanordnung einen Haupteingang für den Empfang der auf der zugeordneten Frequenz zu der betreffenden Empfangsschaltung übertragenen Signale und eine von dem Haupteingang gespeiste Verzögerungsanordnung enthält, die eine Verzögerung -des Wertes T erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung ferner zwei Multiplizieranordnungen aufweist, deren erste Eingänge mit dem Haupteingang und deren zweite Eingänge mit dem Ausgang der Verzögerungsanordnung verbunden sind, wobei ein 9O°-Phasenschieber zwischen dem Haupteingang und dem betreffenden Eingang der einen Multiplizieranordnung eingefügt ist, und daß die den Mittelwert bildende Anordnung zwei Integrieranordnungen, die von den beiden Multiplizieranordtiungen gespeist werden und ihre jeweiligen Eingangssignale über aufeinanderfolgende von der Synchronisieranordnung bestimmte Perioden der Dauer T integrieren, sowie eine Umwandlungsschaltung mit zwei Eingängen aufweist, die mit

   109833/1442

   der Periode T von den beiden Integrieranordnungen gespeist wird und die übertragenen Daten liefert.

   6. Datenempfänger nach Anspruch 4, bei welchem jede Empfangsschaltung einen Haupteingang, der die Signale liefert, die auf der Frequenz empfangen werden, welcher die Empfangsschaltung zugeordnet ist, und eine Impulse mit der Periode T liefernde Synchronisieranordnung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung einen ersten Taktgeber, der Impulse der Frequenz r/T liefert(r=?ganze Zahl>i) einen zweiten Taktgeber, •der Impulse der Frequenz NF liefert, worin N die Frequenz ist, mit welcher die Phasenmessungen erfolgen, und eine Phasenmeßschaltung für die Messung der Augenblicksphase des am Haupteingang empfangenen Signals in einem kennzeichnenden Zeitpunkt jedes der durch den ersten Taktgeber bestimmten Elementarintervalls der Dauer T/r enthält, daß die Phasenmeßschaltung an ihrem Ausgang die Augenblicksphase mit der Periode T/r in Form einer Gruppe von ρ Ziffern liefert, welche die Anzahl von Impulsen des zweiten Taktgebers darstellt, die im Verlauf des Zeitintervalls erscheinen, welche zwischen dem kennzeichnenden Zeitpunkt und dem Zeitpunkt liegt, in welchem das empfangene Signal zum ersten Mal in einer vorgegebenen Richtung durch den Wert Null geht, und daß eine "modulo N"-Subtrahierschaltung vorgesehen ist, welche an ihren beiden Eingängen mit der Periode T/r die Gruppen von ρ Ziffern empfängt, welche jeweils zwei Messungen entsprechen, die im Verlauf von zwei aufeinanderfolgenden Elementarintervallen der Dauer T/r durchgeführt worden sind, wobei die Subtrahierschaltung mit der Periode T/r Zifferngruppen d liefert, welche die zwischen O und N liegende Differenz "modulo N" zwischen ihren beiden Eingängssignalen darstellen und der dem Mittelwert bildenden Anordnung zugeführt werden.

   109833/U42

   7. Datenempfänger nach Anspruch 6,dadurch gekennzeichnet, daß die den Mittelwert "bildende Anordnung eine Amplitudenmeßschaltung enthält, die von demHaupteingang gespeist und von der Synchroni3ieranordnung synchronisiert ist und feststellt, in welchem von mehreren Amplitudenintervallen sich das empfangene Signal befindet, und die mit der Periode T/r eine Zifferngruppe liefert, die eine Zahl g darstellt, welche das festgestellte Amplitudenintervall definiert, sowie eine Bewertungsanordnung, welche die digitalen Signale d und g von der Subtrahierschaltung bzw.von der Amplitudenmeßschaltung empfängt und Zifferngruppen liefert, welche die Produkte d · g darstellen, eine Mittelwertschaltung, welche durch die Synchronisieranordnung synchronisiert ist und den Quotient der Summe der sich auf eine gleiche Periode T beziehenden Produkte d · g, geteilt durch die Summe der entsprechenden Zahlen g liefert und daß jede Empfangsschaltung ferner eine Schaltung enthält, die von der Mittelwertschaltung gespeist wird und die übertragenen Daten liefert.

   8. Senäe-Empfangs-Einheit für ein bilaterales Übertragungssystem, gekennzeichnet durch eine Sendeschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine Empfangsschaltung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, die auf den gleichen η Frequenzen arbeiten.

   108833/U42

   Leerseite