DE2110468C1

DE2110468C1 - Verfahren zur Informationsuebertragung

Info

Publication number: DE2110468C1
Application number: DE19712110468
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr-Ing Lampert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1971-03-05
Filing date: 1971-03-05
Publication date: 1978-04-27
Also published as: FR2368837B1; GB1506559A; NL159257B; FR2368837A1; NL7201298A; IT1019524B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung einer Information, insbesondere einer Bildinformation, von einer beweglichen Station, wie einem Flugkörper, auf eine Empfangsstation, insbesondere einen anderen Flugkörper.

Bei derartigen Übertragungsverfahren und nach diesem Verfahren arbeitenden Vorrichtungen kann das Problem auftreten, daß die Informationsübertragung gewollt oder ungewollt gestört wird. Diesen Störungen kann durch bestimmte Modulationsverfahren in gewissem Umfang abgeholfen werden. Der Erfindung liegt

ίο die Aufgabe zugrunde, ein Übertragungsverfahren anzugeben, das gerade in dieser Hinsicht besonders gutes Verhalten zeigt

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Übertragung einer Information, insbesondere einer Bildinformation, von einer beweglichen Station, wie einem Flugkörper, auf eine Empfangsstation, insbesondere einen anderen Flugkörper, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das zu übertragende Signal, insbesondere das Bildsignal, das in Analogform vorliegt, mittels einer ersten Modulation eine Zwischenmodulationslage übergeführt wird, daß das in der Zwischenmodulationslage befindliche Signal mittels einer zweiten Modulation mit einer Pseudo-Zufallssignalfolge zusätzlich moduliert wird und daß das so erhaltene Ausgangssignal gegebenenfalls nach Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens von der beweglichen Station in Richtung auf die Gegenstation abgestrahlt wird, daß auf der Empfangsseite in umgekehrter Reihenfolge das Ausgangssignal der beweglichen Station zunächst wiedergewonnen und dann durch Aussiebung des Pseudo-Zufallssignals und anschließende Demodulation das dem ursprünglichen Analogsignal entsprechende Signal abgeleitet wird, das einer Signalwiedergabeeinrichtung, insbesondere einem Bildwiedergabegerät als Modulationssignal zugeführt wird.

Eine erste vorteilhafte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß das zu übertragende in Analogform vorliegende Signal zum Überführen in die Zwischenmodulationslage einer Winkelmodulation unterworfen wird, daß das winkelmodulierte Signal mit der Pseudo-Zufallssignalfolge zusätzlich phasenmoduliert wird und daß das so erhaltene phasenmodulierte Ausgangssignal gegebenenfalls nach Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens von der beweglichen Station in Richtung auf die Gegenstation abgestrahlt wird, daß auf der Empfangsseite in umgekehrter Reihenfolge das phasenmodulierte Signal zunächst wiedergewonnen und dann durch Aussiebung des Pseudo-Zufallssignals und anschließende Winkeldemodulation das dem ursprunglichen Analogsignal entsprechende Signal abgeleitet wird, das einer Signalwiedergabeeinrichtung, insbesondere einem Bildwiedergabegerät, als Modulationssignal zugeführt wird.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Überführung des insbesondere in Form eines Bildsignals vorliegenden Analogsignals in eine Zwischenmodulationslage das Analogsignal einer Pulscodemodulation unterworfen wird und die einzelnen Codeworte mit dem digitalen Ausgangssignal eines Pseudo-Zufallsgenerators addiert werden, daß das so erhaltene Signal als Modulationssignal einer Phasenmodulationsstufe zugeführt wird, die außerdem eine Trägerschwingung eingespeist erhält,

f'5 daß das Ausgangssignal dieses Phasenmodulators zur Aussendung, gegebenenfalls nach Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens, vorgesehen ist und daß auf der Empfangsseite dieses radiofrequente Signal in die

Frequenzlage des phasenmodulierten Signals rückumgesetzt und entsprechend bis zum Analogsignal abgebaut wird.

Bei der Erfindung wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß man eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen elektromagnetische Störstrahlungen im radiofrequenten Übertragungsband dann erreichen kann, wenn man durch geeignete Modulationsverfahren das benutzte radiofrequente Übertragungsband sehr viel breiter macht als die Bandbreite des zu übertragenden Signals, das in dem erwähnten Sonderfall, für den die Erfindung von besonderer Bedeutung ist, aus einem Bildinformationssignal bestehen kann. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausfüh ungsbeispiel der Erfindung in schematischer Darstellung zeigt. Dabei zeigt

Fig. 1 den in der beweglichen Station, wie einem fernsteuerbaren Flugkörper, anzuordnenden Sendeteil und

F i g. 2 den in der Empfangsstation, die ebenfalls ein Flugkörper sein kann, anzuordnenden Empfangsteil, der notwendig ist, um die von der Sendestation übermittelten Informationen, insbesondere Bildinformationen, auszuwerten.

Bei dem Sender nach F i g. 1 wird ein zu übertragendes Bild mit einer Fernsehkamera 1 aufgenommen. Der Fernsehkamera 1 werden Bildhelligkeitssignale entnommen und in der Schaltung 2 mit den in der Fernsehtechnik notwendigen und üblichen Synchronisiersignalen versehen, so daß von 2 ein Signal abgegeben wird, das entweder ein in der Fernsehtechnik übliches BAS-Signal ist oder diesem zumindest ähnlich ist. Das analoge Ausgangssignal von 2 wird einem mittels einer Spannung in der Frequenz steuerbaren Oszillator 3 als Modulationssignal zugeführt. Das Ausgangssignal von 3 erhält dadurch eine Winkelmodulation mit dem analogen Bildsignal von 2. Dieses winkelmodulierte Signal wird in einem Phasenmodulator 6 mit einem über 7 zugeführten, pulsförmigen Codesignal, das pseudo-statistisch ist, in der Phase umgetastet. Die Taktfrequenz dieses Codesignals ist dabei sehr viel höher als die höchste im Signal von 2 zu übertragende Frequenz des analogen Signals (Basisbandes). Das Codesignal 7 wird in einem Generator 4 erzeugt. Durch ein fallweise frei wählbares Voreinstellsignal auf der Eingangsleitung 5 des Codegenerators 4 kann dieser somit in eine frei wählbare definierte Ausgangslage gebracht werden. Das phasenmodulierte Signal am Ausgang von 6 wird im Frequenzumsetzer 9 in die radiofrequente Lage gebracht, die für die Übertragung vorgesehen ist, und nach Verstärkung im Verstärker 11 über die gegebenenfalls als Richtantenne ausgebildete Antenne 12 zur Gegenstation (siehe Fig.2) abgestrahlt ist. Als Radiofrequenzen sind vor allem Frequenzen im Giga-Hertz-Bereich geeignet. Zur Frequenzumsetzung in 9 kann an sich eine konstante Oszillatorfrequenz benutzt werden. Es kann im Einzelfall jedoch zweckmäßig sein, den Umsetzoszillator 10 so auszubilden, daß er einem vorgegebenen Programm entsprechend in gewissen festgelegten Zeitabständen seine Ausgangsfrequenz sprungartig verändert. Wenn die Frequenzabstände der Einzelfrequenzen genügend groß sind, ist auf diese Weise eine weitere, an sich erwünschte Verbreiterung des belegten radiofrequenten Bandes erreichbar und damit eine weitere Erhöhung der Störsicherheit.

Nach der bereits erwähnten Weiterbildung der Erfindung wird statt der direkten analogen Modulation in den Schaltungen 3 und 6 (die Baugruppen 3 und 6 entfallen somit), wie in F i g. 1 gestrichelt angedeutet, das analoge Bildsignal in einem Analog-Digital-Wandler 13 zunächst in ein Binärsignal, insbesondere ein PCM-Signal oder ein Pulsdeltamodulationssignal oder Delta-PCM-Signal, umgewandelt. Die so gewonnenen Binärzeichen werden in einem Codierer 15 zu einzelnen Codewörtern zusammengefaßt, die vorzugsweise wesentlich länger als das Codewort für ein einzelnes ίο Informationsbit aus 13 sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Codierer 15 die erforderliche Bildsynchronisierinformation direkt aus der Schaltung 2 über die Leitung 14 erhält. Zum digitalen Ausgangssignal des Codierers 15 wird in einer Halbaddierstufe 16 ein Pseudo-Noise-Codesignal addiert, das beispielsweise dem Generator 4 entnommen werden kann. Das Ausgangssignal von 16 wird einem Phasenmodulator 17 zugeführt, der aus der Schaltung 18 ein Oszillatorsignal erhält, das in der Phase in 17 umgetastet wird. Die Frequenz des Oszillatorsignals aus 18 ist derart, daß das Ausgangssignal von 17 in seiner Frequenzlage dem ursprünglich vorgesehenen Ausgangssignal von 6 entspricht. Das Ausgangssignal von 17 wird also anstelle des Ausgangssignals von 6 dem Umsetzer 3 zugeführt und, wie vorstehend bereits erläutert, weiterverarbeitet. Die Fig.2 zeigt eine Empfangsanlage für die von einem Sender nach F i g. 1 abgestrahlten Radiofrequenzsignale. Diese werden von der Empfangsantenne 19 aufgenommen und nach Filterung und Verstärkung in der Schaltung 20 einem Frequenzumsetzer 21 zugeführt. Dieses Umsetzsignal erhält die Stufe 21 entweder aus der Schaltung 22 in Form eines festfrequenten Oszillatorsignals oder, sofern auf der Sendeseite in der Schaltung 10 ein Frequenzsprungverfahren angewandt wird, in Form eines in der Frequenzsprungweise variierenden Signals derart, daß das empfangene Signal nach der Frequenzumsetzung in der Schaltung 9 in einer konstanten zwischenfrequenten Lage zur Verfügung steht, das dem zwischenfrequenten Verteilerverstärker 23 zugeführt wird. Dieser speist einerseits einen weiteren Frequenzumsetzer 24 und andererseits eine Synchronisiereinrichtung 25 für das im Empfänger erzeugte Pseudo-Zufallscodesignal. Das im Empfänger erzeugte Pseudo-Zufallscodesignal hat dabei das gleiche Bildungsgesetz wie das in der Schaltung 4 nach Fi g. 1 des Senders erzeugte Pseudo-Zufallscodesignal. Das im Empfänger erzeugte Pseudo-Zufallscodesignal. Das im Empfänger erzeugte Pseudo-Zufallscodesignal wird entweder direkt oder in Form einer damit modulierten Trägerschwingung dem Frequenzumsetzer 24 zugeführt, je nachdem, ob das Eingangssignal und das Ausgangssignal von 24 frequenzgleich oder frequenzverschieden sein sollen. Der Frequenzumsetzer 24 dient somit im wesentlichen zur Demodulation des Pseudo-Zufalls-Code. Am Ausgang von 24 steht somit das winkelmodulierte Signal ohne die zusätzliche Phasensprungmodulation durch das Pseudo-Zufallscodesignal zur Verfugung. Aus dem winkelmodulierten Signal wird nun im Frequenzdemodulator 27 das Basisbandsignal abgeleitet und dem Bildwiedergabe-Gerät 28 zugeführt, auf dessen Bildschirm dann das von der Kamera 1 in der beweglichen Station, wie einem Flugkörper, aufgenommene Bild sichtbar ist. Zur Schwellwert-Erweiterung empfiehlt es sich, den Frequenzdemodulator 27

6¹J entweder so auszubilden, daß vor der Demodulation eine Frequenzhubminderung erfolgt (Fachausdruck FMFB-Demodulator) oder derart, daß eine Synchrondemodulation erfolgt (Fachausdruck Phase-Lock-Loop-

Demodulator).

Wurde das Fernsehbild vor der Übertragung auf der Sendeseite entsprechend der erwähnten Weiterbildung der Erfindung einer Umwandlung in eine Digitalform unterworfen und dann erst codiert, dann muß das Ausgangssignal von 24 statt der Schaltung 27 (die dann entfällt) einem Phasensprungdemodulator 29 zugeführt werden, so wie es in der F i g. 2 gestrichelt angedeutet ist Das Ausgangssignal des Phasendemodulators 29 wird einer Codewort-Erkennungsschaltung 30 zugeführt Diese Schaltung 30 enthält entweder Korrelatoren oder Matched-Filter für die einzelnen Codeworte. Die Korrelatoren bzw. Matched-Filter werden von 29 parallel gespeist. Sind Korrelatoren vorgesehen, dann muß diesen in der Schaltung 30 über die Leitung 37 der synchronisierte Schritt-Takt zugeführt werden. Unter dem Schritt-Takt wird dabei die Taktfrequenz verstanden, die sich aus der Folge der Einzelelemente bzw. Bit der Codeworte ergibt Der Schritt-Takt wird neben dem Codewort-Takt in der Synchronsignalableitung 36 gewonnen, die vom Demodulator 34 gespeist wird und/oder über die Leitung 35 von der Synchronisiereinrichtung 25 für das im Empfänger erzeugte Pseudo-Zufallscodesignal.

Die Auswertung der Korrelator- bzw. Matched-Filter-Ausgänge von 30 erfolgt in einem Entscheider 3t im Rhythmus des Codeworttakts, der diesem über die Leitung 38 und 36 zugeführt wird. Das im Entscheider 31 regenerierte empfangene Signal wird in einen Speicher 32 eingeschrieben. Hier wird es so lange gespeichert, bis es von einem neuen empfangenen Bildsignal überschrieben wird. Im Speicher 32 ist das Bildsignal digital

ίο gespeichert. Dieses Bildsignal umfaßt die für die Helligkeitssteuerung des Wiedergabe-Gerätes erforderlichen Bildhelligkeitssignale, die Synchronsignale für die Bildsynchronisation und die Synchronsignale für die Zeilensynchronisation. Über eine Abrufleitung 40 kann vom Wiedergabe-Gerät 28 jeweils das Einzelbild, das in 32 gespeichert ist, abgerufen werden. Die aus dem Speicher 32 abgerufenen Signale werden in dem Digital-Analog-Wandler 33 in entsprechende Analogsignale umgewandelt. Die drei erwähnten Signale sind am Ausgang von 33 über die getrennten Leitungen 41, 42 und 43 als Analogsignale verfügbar und werden an das Bildwiedergabe-Gerät 28 zur Reproduktion des Bildes abgegeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung einer Information, insbesondere einer Bildinformation von einer beweglichen Station, wie einem Flugkörper, auf eine Empfangsstation, insbesondere einen anderen Flugkörper, dadurch .gekennzeichnet, daß das zu übertragende Signal, insbesondere das Bildsignal, das in Analogfonn vorliegt, mittels einer ersten Modulation (3, 13—15) in eine Zwischenmodulationslage übergeführt wird, daß das in der Zwischenmodulationslage befindliche Signal mittels einer zweiten Modulation {6,16) mit einer Pseudo-Zufallssignalfolge {4) zusätzlich moduliert wird und daß das so erhaltene Ausgangssignal gegebenenfalls nach Anwendung eines Frequenzspningverfaarens von der beweglichen Station in Richtung auf die Gegenslation abgestrahlt wird, daß auf der Empfangsseite in umgekehrter Reihenfolge das Ausgangssignal der beweglichen Station zunächst wiedergewonnen und dann durch Aussiebung des Pseudo-Zufallssignals und anschließende Demodulation das dem ursprünglichen Analogsignal entsprechende Signal abgeleitet wird, das einer Signalwiedergabeeinrichtung, insbesondere einem Bildwiedergabegerät, als Modulationssignal zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zu übertragende in Analogform vorliegende Signal zum Überführen in die Zwischenmodulationslage einer Winkelmodulation unterworfen wird, daß das winkelmodulierte Signal mit der Pseudo-Zufallssignalfolge zusätzlich phasenmoduliert wird und daß das so erhaltene phasenmodulierte Ausgangssignal gegebenenfalls nach Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens von der beweglichen Station in Richtung auf die Gegenstation abgestrahlt wird, daß auf der Empfangsseite in umgekehrter Reihenfolge das phasenmodulierte Signal zunächst wiedergewonnen und dann durch Aussiebung des Pseudo-Zufallssignals und anschließende Winkeldemodulation das dem ursprünglichen Analogsignal entsprechende Signal abgeleitet wird, das einer Signalwiedergabeeinrichtung, insbesondere einem Bildwiedergabegerät, als Modulationssignal zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überführung des insbesondere in Form eines Bildsignals vorliegenden Analogsignals in eine Zwischenmodulationslage das Analogsignal einer Pulscodemodulation unterworfen wird und die einzelnen Codeworte mit dem digitalen Ausgangssignal eines Pseudo-Zufallsgenerators addiert werden, daß das so erhaltene Signal als Modulationssignal einer Phasenmodulationsstufe zugeführt wird, die außerdem eine Trägerschwingung eingespeist erhält, daß das Ausgangssignai dieses Phasenmodulators zur Aussendung, gegebenenfalls nach Anwendung eines Frequenzsprungverfahrens, vorgesehen ist und daß auf der Empfangsseite dieses radiofrequente Signal in die Frequenzlage des phasenmodulierten Signals rückumgesetzt und entsprechend bis zum Analogsignal abgebaut wird.