DE2128155A1

DE2128155A1 - Frequenzmultiplex-Einfachseitenband-Modulationssy stern

Info

Publication number: DE2128155A1
Application number: DE19712128155
Authority: DE
Inventors: Carl Ferdinand Andover Mass. Kurth (V.StA.)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1970-06-08
Filing date: 1971-06-07
Publication date: 1971-12-16
Also published as: US3676598A; BE768117A; FR2096020A5; SE369652B; GB1322693A; CA942896A

Description

WESTERN ELECTRIC COMPANY Kurth, CF. -

Incorporated

NEW YORK (N. Y.) 10007 USA

Frequenzmultiplex-Einfachseitenband-Modulations system

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Anlage zur Modulation einer Mehrzahl von Analogsignalen aus unterschiedlichen Kanälen.

Für den praktischen Verkehr von Information über elektrische Medien ist der Wirkungsgrad der Übertragung, ob dieser nun als Bandbreite, erforderliche Übertragungsleistung, Kompliziertheit der Schaltung oder als ein anderes anwendbares Kriterium gemessen wird. Dieser Übertragungswirkungsgrad bzw. Wirksamkeit der Übertragung macht erforderlich, daß die an einen entfernten Punkt zu übertragende Information vor der Übertragung über ein dazwischen liegendes Medium verarbeitet wird_e Die Signalübertragung umfaßt Modulation in der einen oder der anderen. Form eines informationstragenden Signals. Die Modulation macht die Übertragung nicht nur bei Frequenzen, die höher sind als die Frequenzen der infornaationstragenden Komponenten des anliegenden

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Signals, sondern erlaubt auch Frequenzmultiplex, d.h. eine Staffelung von Signalfrequenzkomponenten über ein spezielles Frequenz Spektrum.

Bekanntlich ist das als Amplitudenmodulation bezeichnete Verfahren bezüglich des Frequenzspektrums verschwenderisch, da die Übertragung beider Seitenbänder eines modulierten Signals die doppelte Bandbreite einnimmt, die für die Übertragung von nur einem Seitband benötigt wird. Die Amplitudenmodulation ist auch bezüglich der Leistung verschwenderisch, insbesondere deshalb, weil der übertragene Träger keinen Informationsgehalt hat. Als sich der Zeitpunkt näherte, da das nützliche Frequenzspektrum überfüllt wurde, ist auf eine Form der Modulation zurückgegriffen worden, nämlich auf die Einfachseitenbandübertragung. Um den Nützlichkeitswirkungsgrad der Übertragung möglichst groß zu machen, muß die Art und Weise, in welcher einfachseitenbandmodulierte Signale erzeugt und kombiniert werden, so wirkungsvoll und wirtschaftlich gemacht werden, wie dies technisch möglich ist. Dies trifft insbesondere auf solche Frequenzmultiplexsysteme zu, in denen Tausende wenn nicht Zehntausende von Einfachseitenband-Multiplexanschlüssen

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benutzt werden.

In einem typischen Frequenzmultiplexsystem wird jedes einer Mehrzahl von anliegenden Grundbandsignalen von einem dem jeweiligen Kanal zugeteilten Modulationsuntersystem vor der Kombination mit den anderen verarbeiteten Seitenbandsignalen zur Bildung der Multiplexsignalgruppe verarbeitet. Bei den Multiplexsystemen nach dem Stand der Technik wurden generell Analogfilter benutzt. Die rasche Entwicklung der integrierten Schaltkreistechnik und die Möglichkeit der Integration im großen Maßstab von digitalen Schaltungen hat digitale Filter bedeutend attraktiver gemacht als ihre analogen Gegenstücke» Der direkte Ersatz von Analogfilter durch Digitalfilter schafft jedoch besondere Schwierigkeiten, die bei den entsprechenden Analogsystemen nicht angetroffen werden. Da beispielsweise die Digitalfilter aufgrund von quantisierten Signalabtastungen arbeiten, sind die Signalfrequenzkomponenten selektiv über das gesamte Frequenzband zerstreut. Daher ist Überlappung /foldover (aliasing)/ und Zwischenkanalinterferenz ein ständiges Problem, welches einem Digitalsystem anhaftet.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Modulation einer Mehrzahl von Analogsignalen aus unterschiedlichen Kanälen zu schaffen, bei welchem unter Überwindung der aufgezeigten Schwierigkeiten digitale Filter benutzt werden. Die gestellte Aufgabe wird aufgrund folgender wiederkehrender Schritte gelöst:

a) Abtasten und Umwandeln jedes. Analogsignals aus unterschiedlichen Kanälen in ein Digitalsignal;

b) Verteilen des Digitalsignals in Zeit-Multiplex-Beziehung;

c) Modulieren jedes verteilten Signals mit unterschiedlicher Frequenz;

d) Filterung des modulierten Signals mittels eines Filters mit veränderbarem Durchlaßverhalten;

e) Umwandeln des gefilterten Ausgangssignals in ein entsprechendes Analogsignal, um eine Vielzahl von Frequenz-Multiplex-Signalen mit einfachem Seitenband zu erhalten«

Durch die Erfindung wird außerdem eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitgestellt, welche durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

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BAD QBIGJNAL

f) Ein Abtaster und Digitalumsetzer in jedem Analogkanal setzt jedes abgetastete Analogeingangs signal in ein Digitalsignal um j

g) Ein Verteiler verteilt die digitalen Signale mit vorbestimmter Ge s chwindigkeit;

h) Eine Modulationseinrichtung moduliert selektiv jedes verteilte Signal mit jeweils einem Signal unterschiedlicher Frequenz gegenüber den anderen Signalen;

i) Ein Digitalfilter weist ein variables Signaldurchlaßverhalten auf und dient zur Verarbeitung der modulierten Signale;

k) Eine Steuerschaltung verändert das Signaldurchlaßverhalten des Digitalfilters in Synchronisation mit der Modulationseinrichtung;

1) ein Digital-Analog-Umsetzer wandelt jedes der verarbeiteten Signale in ein Analogsignal um«

Im einzelnen wird bei der exemplarischen Verkörperung der Erfindung eine Mehrzahl von Eingangs Signalkanälen in Zeit-

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BAD ^

multiplexweise miteinander verschachtelt, selektiv moduliert, und zwar in Synchronisation mit der Zeitmultiplexoperation, und dann durch ein synchronisiertes, in Multiplexweise betriebenes Digitalfilter gefiltert, dessen Durchlaßbereich stufenweise verschoben wird, um die erwünschten Spektralkomponenten des Seitenbandes auszuwählen. In einem zusätzlichen Aspekt der Erfindung wird eine Mehrzahl von Raumaufteilungsanalogsignalen jeweils abgestastet, in digitaler Form codiert und die codierten Abtastsignale werden für eine vorbestimmte Zeitdauer gespeichert. Eine Einrichtung tastet die gespeicherten codierten Abtastsignale mit zunehmender Geschwindigkeit ab und führt sie einer Mehrzahl von Signalpfaden zu, wo sie moduliert, gefiltert, erneut moduliert und dann rekombiniert werden, um ein Frequenz-Multiplex-Einfachseitenband-Signal zu bilden.

Mit der Erfindung wird daher eine Mehrzahl von räumlich aufgeteilten Analogsignalen in eine entsprechende Mehrzahl von Frequenzmultiplex-Einfacheeitenband-Signale wirksam und sicher umgewandelt, wobei digitale Filter benutzt werden. Bei dem neuen Verfahren und der neuen Einrichtung wird Umfalten/foldover/

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BAD OJ=HGfNAU

und Zwischenkanalinterferenz beim vorliegenden Digitalsystem ganz gering gehalten.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Blockschaltung eines Frequenzmultiplex-Einfachseitenband-Systems gemäß Erfindung;

Fig. 2 u. 3 verschiedene Signalspektralkomponenten, die in dem System nach Fig. 1 auftreten;

Fig. 4 ein Frequenzmultiplex-Einfachseitenband-System gemäß Erfindung;

Fig. 5 die unterschiedlichen Sektralkomponenten eines Signals, welches in dem System nach Fig. 4 vorkommt und

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines Frequenzmultiplex-Einfachseitenband-Systems gemäß Erfindung.

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BAD ORIGfNAL

Die Fig. 1 stellt ein Multiplexsystem dar, bei dem in Übereinstimmung mit der Erfindung eine Mehrzahl von räumlich aufgeteilten analogen Eingangssignalkanälen 1 bis k selektiv miteinander kombiniert werden, um eine entsprechende Vielzahl von Frequenzmultiplex- Einfachseitenband-Signalkanälen '(FDM/SSB) zu bilden, wobei k eine vorbestimmte Anzahl ist. Jedes aus einem Kanal stammende Signal - im Folgenden als Kanalsignal bezeichnet - wird abgetastet und in digitales Signal durch jeweils einen Abtaster und einen Analogdigitalumsetzer (A/D) 1-1 bis 1-k umgewandelt. Ein derartiger Umsetzer kann selbstverständlich konventionell ausgebildet sein. Der Verteiler 11 oder ein entsprechendes elektronisches Äquivalent arbeitet mit einer Winkelgeschwindigkeit oder Frequenz, die der Abtastfrequenzin jedem Kanal entspricht, und legt somit selektiv jedes Kanalsignal an den Anschluß 12 an, so daß ein Zeitmultiplex-Doppelseitband-Signal (TDM/OSS) gebildet wird, dessen Spektrum in Fig. 2 gezeigt ist. Das Verfahren der Verteilung kafia als ein weiteres Abtasten der Kanalsignale betrachtet werden. In Fig, 2 entspricht die Abszisse der Frequenz m und die Ordinate entspricht der Amplitude,

1 0 9 8 5 1 -f. P

Una die zeitliche Trennung der unterschiedlichen Signalkanäle aufzuzeigen, werden die Kanäle 1 bis k übereinander gestapelt gezeichnet. Daher stellt die Ordinate auch eine Zeitverschiebung dar. Was als "gebogener Knoten" erscheint, sind symbolische Darstellungen eines Doppelbandsignals. Diese Art der Darstellung

wird für sehr illustrativ gehalten und deshalb auch bei nach- M

folgenden Darstellungen beibehalten.

Alle k Zeitmultiplexkanäle werden ggf, durch Digitalfilter 15 verarbeitet. In Übereinstimmung mit dem Nyquist Theorem oder aufgrund anderer Erklärungen muß die Abtastfrequenz φ

innerhalb des Filters 15 höher sein als die höchste Signalfrequenz des FDM/SSB-Ausgangssignals, wenn eine Signalverzerrung infolge Umfaltung/foldover/ vermieden werden soll. Da das Ji

Digitalfilter 15 für alle k Signalkanäle im Multiplex betrieben wird, müssen alle Signalkanäle jeweils mit derselben Geschwindigkeit (ti durch die Einrichtung 1-1 bis 1-k abgetastet werden. Wie sich aus Fig. 2 ergibt, erscheinen für jeden Kanal Wiederholungen des mit doppeltem Seitenband ausgestatteten Grundbandsignalspektrums bei ganzzahligen Vielfachen der Abtastfrequenz

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ίο

also bei 1ω , 2<ϋ .... nu) .

S S S

Es ist bekannt, daß ein Hochpaß-Digitalfilter, welches bei einer Abtastfrequenz von Oi arbeitet, Sperrbereiche oder Sperrbänder

aufweist, die symmetrisch um Vielfache von ta zentriert sind.

Ein entsprechendes Tiefpaß-Filter, welches bei einer Abtastfrequenz von ω arbeitet, hat andererseits Durchlaßbereiche bzw. Paßbänder, die symmetrisch um Vielfache von ω zentriert sind.

Keiner dieser Digitalfilter ist für das vorliegende Multiplexsystem brauchbar, da das Hochpaß-Filter kein Seitenband des Signals nach Fig. 2 durchläßt und das Tiefpaß-Filter beide Seitenbänder hindurchläßt. Was natürlich erwünscht ist, ist ein Filter, welches selektiv nur ein spektrales Seitenband der Signalkomponenten hindurchläßt, und zwar zentriert um Vielfache der Abtastfrequenz ω . Eine Möglichkeit besteht darin, ein Filter

zu verwenden, welches mit einer Abtastfrequenz betrieben wird, die ein Vielfaches der Kanalabtastfrequenz ist, beispielsweise die dreifache Kanalabtastfrequenz beträgt. Eine derartige Lösung ist wirtschaftlich nicht durchführbar, da der apparative Aufwand z.B. die Einrichtung 1-i, welche in dem Gesamtsystem

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verwendet wird, dann mit einer multiplizierten Geschwindigkeit arbeiten muß, beispielsweise drei mal schneller.

Gemäß Erfindung werden die schädlichen Wirkungen einer höheren, d.h. multiplizierten Abtastgeschwindigkeit dadurch vermieden, daß das TDM/USB-Signal, welches am Anschluß

12 erscheint, vor der Filterung selektiv moduliert wird.

In diesem Sinne legt der Verteiler 14, welcher mit dem Verteiler 11 synchronisiert ist, Modulationssignale sinöKt, sin Ul₂*, · · * ^sm ** k^{4 von} jeweiligen Quellen 14-1, 14- 2,... 14-k an den Modulator 13 an. Signalquellen für die unterschiedlichen Modulationssignale können von einer beliebigen bekannten Art sein. Wenn demnach ein Signal aus dem Kanal 1 über den Verteiler 11 an den Modulator 13 über die Klemme 12 angelegt wird, wird dieses Signal durch den augenblicklichen Wert einer sinusförmigen Signalfrequenz von<fci moduliert, In ähnlicher Weise wird das Signal des i-ten Kanals, welches am Modulator

13 anliegt, durch ein sinusförmiges Signal der Frequenz W^ moduliert. Die Modulations Signalfrequenzen können durch gleiche Frequenzintervalle voneinander geschieden sein.

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die maximale Frequenz COj₅- jedoch muß kleiner oder gleich der Hälfte der Abtastfrequenz Q_s sein. Das Spektrum des modulierten Signals ist in Fig. 3 dargestellt. Die Spektren jedes Kanalsignals- sind symmetrisch um die Nullfrequenz und ganzzahlige Vielfache von. ω _s und entsprechen der Summe und der Differenz der Komponenten gemäß Grundbandsignalfrequenz und der Frequenz des jeweiligen Modulations signals. Damit das gewünschte Seitenband jedes Signals mit doppeltem Seitenband in geeigneter Weise abgetrennt werdenkönnen, hat das Digitalfilter 15 einen variablen Durchlaßbereich. Die modulierten Signale werden in die digitale Form am Eingang des Filters 15 umgewandelt. Es ist eine Koeffizientmultiplexschaltung 15-1 vorgesehen, welche die Koeffizienten des Filters 15 derart ändert, daß der Durchlaßbereich bzw. das Paßband des Filters selektiv von einem Kanal zu dem nächsten Kanal in Synchronisation mit dem Verteiler 14 und damit auch dem Verteiler 11 verschoben wird. In einem anderen Licht betrachtet, muß das Filter 15 als k unterschiedliche Filter erscheinen, und zwar je einen für jedes modulierte Kanalsignal. Wenn daher Signale des Kanals 1 mit einer Signalfrequenz (o. moduliert werden,

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darf das Digitalfilter 15 nur ein spektrales Seitenband des resultierenden, mit Ml modulierten, doppelbandigen Signals durchlassen. In ähnlicher Weise müssen aus dem Kanal i stammende Signale mit einer Signalfrequenz Wi moduliert, von einem Filter verarbeitet werden, welches lediglich die gewünschtenCO^ Einfachseitenbandsignale durchläßt. Da das Jj

Durchlaßband eines Digitalfilters leicht geändert werden kann, indem Multiplikationskoeffizienten verändert werden, werden die gewünschten Einfachseitenbandsignale leicht und wirtschaftlich erhalten. Das Digitalfilter 15 und die zugehörige Koeffizient-Multiplexschaltung 15-i können von bekanntem Typ sein. Die erhaltenen Digitalen FDM/SSB-Kanalsignale, welche am Ausgang des Filters 15 erscheinen, werden in die analoge Form durch einen Digital-Analog-Umsetzer (D/A) . ^

16 umgewandelt und mittels eines Tiefpaß-Filters 17 gefiltert, um die unerwünschten, hoher frequenten Signalkomponenten zu entfernen.

Die Fig. 4 stellt ein FDM/SSB-System dar, wobei jedes Kanalsignal nicht mit der gleichen Abtastgeschwindigkeit

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wie das beim Digitalfilter benutzte abgetastet wird und wobei ausgewählte Spektralkomponenten durch Signalverarb eitungstechniken mit wiederholter Abtastung, d. k. !Commutation, wirksam bevorzugt werden» Ähnlich wie bei dem System nach Fig. 1 ist eine Mehrzahl von Signalkanälen 1 bis k vorgesehen, und diese werden selektiv verarbeitet, um ein FDM/SSB-Signal zu erzeugen« Jedes Kanalsignal wird abgetastet und durch die Einrichtung 1-1 bis I-k jeweils in die digitale Form gebracht. Obwohl, wie zuvor erwähnt, die Abtastfrequenz des Digitalfilters höher sein muß als die höchste Frequenz des FDM/SSB-Signals., kann die Abtastgeschwindigkeit &₀ der Einrichtung 1-1 bis 1-k gemäß Erfindung ein vorbestimmter Bruch l/in der Abtastgeschwindigkeit £0 des Digitalfilters sein, beispielsweise l/m, wobei m eine ganze Zahl ist. Deshalb kann der Analog-Digital-Umsetzer mit einer geringeren Geschwindigkeit betrieben werden mit der Folge von Einsparungen beim apparativen Aufbau und damit von Kosten* Jedes codierte und abgetastete Kanalsignal wird in bekannten jeweiligen Registern 2-1 bis 2-k gespeichert, und zwar für eine gesamt Kanalabtast-

2TF"
periode t_Q = ~7T~~ · Der Verteiler 11 oder ein entsprechendes

1.09851/-1229.

Äquivalent legt das Aus gangs signal der Speicherregister 2-1 bis 2-k an die Klemme 12 an und arbeitet andererseits mit einer Winkelfrequenz <*i =m , beispielsweise 5U> .

Während eines Zeitabschnittes "t tastet der Verteiler 11 die

Signale der Speicherregister 2-1 bis 2-k ab, d.h. er wählt sie m mal aus und legt sie an die Klemme 12 an. Der Verteiler 11 ist somit mit einer Abtastgeschwindigkeit von ω wirksam. Wenn jede gespeicherte Kanalabtastung durch jeweilige Symbole S-I bis S-k dargestellt wird, wird die Folge der Signale Sl, S2, S3.. . .Sk, Sl.... Sk etc» wiederholt m mal an die Klemme 12 in dem Zeitintervall*c angelegt. Die Abtastungen in den Registern 2-1 bis 2-k werden dann ausgetauscht und die neuen Abtastungen werden wiederholt an die Klemme 12 angelegt, und zwar in der beschriebenen Weise für das nächste Zeitintervall "t

Mit anderen Worten rotiert während der Zeit -X der Verteiler Il

m mal durch alle Kanäle hindurch, wobei ein Zeitmultiplex von allen k Kanälen gebildet wird und die ursprünglichen k Abtastungen m-1 mal wiederholt werden, so daß die Abtastgeschwindigkeit um einen Faktor m beschleunigt wird. Durch diese Maßnahme wird eine Auswahl der Frequenzspektren jedes Kanals in vorteil-

T 0 9 8 5 1 / 1 2 2 9

hafter Weise erzielt, insbesondere werden die Seitenbänder um die Nullfrequenz und ganzzahlige Vielfache der Frequenz u> , der Filterabtastfrequenz, bevorzugt--,. wie in Fig. 5 gezeigt. Es kann gezeigt werden, daß diese Bevorzugung zu einer Vervielfachung der Amplitude jedes Seitenbandes führt, und zwar symmetrisch zu ganzzahligen Vielfachen von tu , um einen.Faktor m. Wie

aus Fig. 5 hervorgeht, sind die Größen der ω = ο und ω = ω

zentrierten Seitenbänder beispielsweise fünfmal die Größe der anderen spektralen Seitenbänder,

Die an der Klemme 12 erscheinenden Signale werden über zwei Schaltungswege den Modulatoren 13-1 und 13-2 zugeführt. Im Modulator 13-1 werden die Signale mit diskreten Werten einer Kosinuswelle der Frequenz Ou₁ moduliert, die bei Abtastintervallzeiten nt =—-— abgeleitet wird, wobei η eine ganze Zahl ist. In gleicher Weise werden dieselben Signale im Modulator 13-2 mit diskreten Werten einer Sinus welle der Frequenz ωχ moduliert, die zu periodischen Intervallen nx_s abgeleitet werden. Die Einrichtungen 14-1 und 14-2 zur Erzeugung der modulierten Wellen können der bekannten Art entsprechen, beispielsweise eine sinusförmige Signalquelle aufweisen, deren Ausgang

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durch die Taktsignale des Digitalfilters als Tor gesteuert wird, d.h. mit einer Abtastgeschwindigkeit von i*> . Die Modulationsfrequenz <ü\ wird so gewählt, daß sie ungefähr eine Hälfte der höchsten Frequenzkomponente in der ursprünglichen Nachricht oder im Kanalgrundbandsignal darstellt,

wie aus Fig. 5 ersichtlich. Da es im allgemeinen gebräuchlich V

ist, jedes Kanalsignal auf eine Bandbreite von 4 Kilohertz (4 KHz) zu begrenzen, kann oo -i ungefähr 2 KHz betragen. In Übereinstimmung mit bekannten Modulationsprinzipien sind um Vielfache der ursprünglichen Kanalabtastfrequenz ΐύ als Zentrum Paare von Seitenbandsignale bezüglich ihrer Frequenz oberhalb und unterhalb der in Fig. 5 gezeigten Lage um einen Betrag vorhanden, welcher der Modulations Signalfrequenz ü3^ äquivalent ist.

Diese Signale werden durch bekannte digitale Tiefpaß-Filter Λ

(LPF) 15-1 und 15-2 verarbeitet, um Signalkomponenten zu erhalten, die innerhalb von -to von ganzzahligen Vielfachen der Filterabtastfrequenz u> liegen. Nach der Filterung werden

die Signale jedes Schaltungsweges aufeinanderfolgend in Modulatoren 18-1 und 18-2 moduliert, und zwar mit den Augenblicks werten bei den Abtastzeiten η V der jeweiligen

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Kosinus - oder Sinuswelle von "übereinander gespalten" Frequenzen öö bis ft) , um jedes Kanalsignal in den richtigen ι ic

Frequenzschlitz bzw. Frequenzzeitlage zu bringen. Diese Frequenzen können den in gleicher Weise bezeichneten Frequenzen nach Fig, I entsprechen. Dieses Modulationsverfahren wird durch Verteiler 19 und 20, die mit dem Verteiler 11 synchronisiert sind, illustriert. Die Kommutatoren 19 und 20 legen die Signalfrequenzen von Quellen 19-1, 19-2, ... 19-i... 19-kbzw. 20-1, 20-2... 20-i».. 20-k an Modulatoren 18-1 bzw. 18-2 an. Die Quellen 19-1, 20-1 etc. können ähnlich ausgebildet sein wie die Quellen 14-1 und 14-2. Unerwünschte sich überlappende Seitenbänder werden durch Zufügung oder Subtraktion in einem konventionellen arithmetisch kombinierenden Netzwerk 21 unterdrückt. Nach der Umwandlung in die Analogform durch den Digital-Analog-Umsetzer (D/A) 16 und Filterung durch das Tiefpaß-Filter 17 wird das gewünschte stapelartig aufgebaute Frequenzspektrum für alle k Kanäle erhalten, d.h. das Frequenz-Multiplex-Einfachseitenbandsignal steht zur Verfügung.

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Eine mit der Einrichtung nach Fig. 4 eng verwandte Einrichtung ist in Fig. 6 gezeigt, wobei jedoch digitale Hochpaß-Filter (HPF) Verwendung finden. Jeweils identische Komponenten sind mit. den gleichen Bezugszeichen versehen. Es wird darauf hingewiesen, daß das Signal jedes Speicherregisters 2-1 bis 2-k abwechselnd durch eine jeweilige Einrichtung 3-1 bis 3-k vor der Anlage an den Verteiler 11 invertiert wird. In allen anderen Beziehungen mit Ausnahme der Hochpaß-Digitalfilter 25-1 und 25-2 ist die Wirkungsweise des Systems nach Fig. 6 ähnlich der nach Fig. 4. Durch abwechselnde Immersion wird hier verstanden, daß jede aufeinanderfolgende, gespeicherte Abtastung jedes Registers, beispielsweise des Registers 2-1, mit+1, -1, +1 ... etc. d.h. um einen Faktor (-1) multipliziert wird, wobei η eine ganze Zahl ist. Nach Kommutation durch die Einrichtung 11 wird ein Signalspektrum entwickelt, welches, wie gezeigt werden kann, Seitenbänder aufweist, die symmetrisch nur zu

1 + + +■·■■

(V+ — )<ü , V = - 1, - 2, - 3, ... ist, d.h. symmetrisch nur

£* O

zu ungradzahligen Vielfachen der Hälfte der Kanalabtastfrequenz ω , Die Einfügung m-1 wiederholten Abtastungen der gleichen Größe führt, wie im Fall der Einrichtung nach Fig. 4_# gleicherweise

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zu einer erwünschten Formung des Frequenzspektrums. Hier werden jedoch spektrale Seitenbänder um die Frequenzen

(V + — )■(& ■ d.h. ungeraden Vielfachen einer Hälfte der Filter's s

abtastfrequenz w) , bevorzugt. Es erscheint keine Grundbandenergie um die Nullfrequenz,

Wie zuvor erläutert, wird das Aus gangs signal des Verteilers an die Klemme 12 angelegt und dann in zwei Schaltungswegen aufgeteilt, wo es jeweils innerhalb der Modulatoren 13-1.und 13-2 mit Augenblickswerten zu Abtastzeiten nt der Signale

Kosinus Wt und Sinus Φ t moduliert wird. Danach werden die

X dt

Signale mittels konventioneller Hochpaß-Digitalfilter 25-1 und 25-2 gefiltert, welche Durchlaßbereiche von 2«*. 'aufweisen, die um ungerade Vielfache von —(ö zentriert sind. Die gefilterten

Ci S

Signale werden darauffolgend in den Einrichtungen 18-1 und 18-2 mit den Augenblickswerten einer Kosinus-oder Sinuswelle der

Frequenz U)₁ bis <ϊα moduliert, in der Einrichtung 21 kombiniert X ic

und durch die Einrichtung 16 in Analogsignale umgesetzt und schließlich tiefpaßgefiltert, um das gewünschte FDM/SSB-Signal zu erhalten.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. j Verfahren zur Modulation einer Mehrzahl von Analogsignalen aus unterschiedlichen Kanälen (Analogkanalsignale), gekennzeichnet durch folgende wiederkehrende Sehritte:

a) Abtasten und Umwandeln jedes Analogkanalsignals ™ in ein Digitalsignal;

b) Verteilen des Digitalsignals in Zeit-Multiplex Beziehung; .

c) Modulieren jedes verteilten Signals mit unterschiedlicher Frequenz;

d) Filtern des modulierten Signals mittels eines Filters

mit veränderbarem Durchlaßverhalten; ä

e) Umwandeln des gefilterten Aus gangs signals in ein entsprechendes Analogsignal, um eine Vielzahlvon Frequenz-Multiplex-Signalen mit einfachem Seitenband zu erhalten.

2» Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

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f) Ein Abtaster und Analog-Digital-Umsetzer (1-1 bis 1-k) in jedem Analogkanal (1 bis k) setzt jedes abgetastete Analogeingangssignal in ein Digitalsignal um;

g) Ein Verteiler (11) verteilt die digitalen Signale mit vorbestimmter Geschwindigkeit;

h) Eine Modulations einrichtung (13, 14) moduliert selektiv jedes verteilte Signal mit jeweils einem Signal unterschiedlicher Frequenz gegenüber den anderen Signalen;

i) Ein Digitalfilter (15) weist ein varibles Signaldurchlaßverhalten auf und dient zur Verarbeitung der modulierten Signale;

k) Eine Steuerschaltung (15-1) verändert das Signaldurch- Mk laßverhalten des Digitalfilters in Synchronisation mit

der Modulationseinrichtung (13, 14);

1) Ein Digital-Analog-Umsetzer (16) wandelt jedes der verarbeiteten Signale in ein Analogsignal um.

3. Verfahren zur Modulation einer Mehrzahl von anliegenden

Kanalsignalen, gekennzeichnet durch folgende wiederkehrenden Schritte:

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Abtasten und Umwandeln jedes Analogkanalsignals in ein Digitalsignal;

Speichern des Digitalsignals für ein erstes vorbestimmtes Zeitintervall;

Selektives Anlegen der gespeicherten Digitalsignale an M

eine Klemme in einem Zeitintervall, welches ein vorbestimmter Bruchteil des ersten vorbestimmten Zeitintervalls ist;

Modulieren der selektiv angelegten Signale über einen ersten und einen zweiten Schaltungsweg, die mit der Klemme verbunden sind, wobei in jedem Schaltungsweg die selektiv angelegten Signale mit einem abge taste teil

sinusförmigen Signal vorbestimrater Frequenz moduliert, A

das modulierte Produkt gefiltert, die gefilterten Signale zusätzlich mit einer Mehrzahl von abgestasteten, sinusförmigen Signalen unterschiedlicher Frequenzen moduliert werden;

Kombinieren der Ausgangs signale der ersten und zweiten Schaltungs we ge;

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Umwandeln der kombinierten Signale in Analogaus gangssignale;

Filterung der analogen Aus gangs signale.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

Ein Abtaster und ein Analog-Digital-Umsetzer (-1 bis 1-k) in jedem Analogkanal (1-k) wandelt ein abgetastetes, analoges Eingangssignal in ein Digitalsignal um;

Eine Speicherschaltung (2-1 bis 2-k) in jedem Analogkanal speichert die Digitalsignale;

Ein Verteiler (11) legt die gespeicherten Digitalsignale an eine Klemme (12) selektiv an;

Erste und zweite Schaltungswege sind mit der Klemme verbunden, wobei jeder Schaltungsweg einen ersten Modulator (13-1 und 13-2) zur Modulation der selektiv anliegenden Signale mit einem abgetasteten sinusförmigen Signal (14-1 und 14-2), ein Digitalfilter (15-1 und 15-2) zur Filterung der modulierten

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Signale, und einen zweiten Modulator (18-1 und 18-2) zur Modulation der gefilterten Signale mit einer Mehrzahl von abgetasteten, sinusförmigen Signalen (19, 19-1 bis 19-kund 20, 20-1 bis 20-k) von unterschiedlichen Frequenzen aufweist;

eine Kombinationsschaltung (21) kombiniert die Ausgangssignale des ersten.und zweiten Schaltungsweges;

ein Digital-Analog-Umsetzer (16) wandelt die kombinierten Signale in analoge Aus gangs signale um;

ein Filter (17) filtert die analogen Aus gangs signale.

5. Verfahren oder Vorrichtung zur Modulation einer Melirzahl j

von anliegenden Kanalsignalen gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste vorbestimmte Intervall zur Speicherung der Digitalsignale gleich dem Reziprokwert der Abtastgeschwindigkeit ist.

6. Einrichtung zur Modulation einer Mehrzahl von anliegenden Kanalsignalen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Digitalfilter (15-1 und 15-2) Tiefpaßsignal-Charakteristiken aufweisen.

7. Vorrichtung zur Modulation einer Vielzahl von anliegenden Kanalsignalen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Digitalfilter (15-1 und 15-2) Hochpaßsignal-Eigenschaften aufweisen.

8. Einrichtung zur Modulation einer Vielzahl von anliegenden Kanalsignalen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Modulator des ersten Schaltungsweges Modulationssignale schafft, die in Phasenquadratur mit den jeweiligen ersten und zweiten Modulatoren des zweiten Schaltungsweges sind.

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