DE2146752B2

DE2146752B2 - Nachrichtenübertragungsverfahren mit wählbarer Codierung und Sender zur Durchführung dieses Verfahrens

Info

Publication number: DE2146752B2
Application number: DE2146752A
Authority: DE
Inventors: Michel Francois Vence Choquet; Henri Jean Lagaude Nussbaumer
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1970-10-29
Filing date: 1971-09-18
Publication date: 1978-08-10
Also published as: DE2146752A1; FR2110845A5; US3747024A; GB1337056A; JPS5037481B1; DE2146752C3

Description

sin x

COS In

sin .ν
sin n)_et

als sogenannte Signalelemente den einzelnen zu übertragenden Informationselementen zugeordnet werden; verschiedene mögliche Kombinationen solcher Signalelemente untereinander oder mit fest vorgegebenen anderen Signalen werden zur Erzeugung von zu übertragenden Signalen unter Einhaltung vorgegebener Bandbreite durchgeführt. In dieser Weise erzeugte Signale können für Übertragungen nach dem Prinzip der Phasen- oder Frequenzmodulation benutzt werden. Es sind hierzu im einzelnen die folgenden Patente bzw. Patentanmeldungen zu nennen:

DT-PS 12 92 167, DT-PS 19 43 185, DT-AS 20 23 278, DT-AS 20 IT 510, DT-OS 20 28 450 und DT-OS 20 28 953.

Die digitale Erzeugung von Signalen und ihren Kombinationen wird insoweit aus Folgen zueinander abgewogener Impulse durchgeführt. Nach den genannten Verfahren werden Signale bzw. deren Kombinationen unter Zuhilfenahme von einem oder mehreren Schieberegistern mit Ausgangssignalen vorgegebener Pegel und mit daran angeschlossenen logischen Schaltkreisen erzeugt. Dies ist die Grundidee der Erzeugung von Signalen und deren Kombinationen entsprechend den vorgenannten Patenten bzw. Anmeldungen.

Es bleibt zu erwähnen, daß die Informationselemente entweder die zu übertragenden Daten in originärer Form oder Kombinationen solcher Daten sein können.

Digitalsignal-Erzeugungsverfahren sind theoretisch leicht vorstellbar; ihre praktische Ausführung kann jedoch zu umfangreichen Registern und komplexen logischen Schaltkreiskombinationen führen. Andererseits können nacheinander nur kaum unterscheidbare Pegel erzeugt werden müssen, wenn stark Variante abgewogene Impulspegel zu kombinieren sind. Die Verwirklichung der Analogaddierer entsprechender Senderausgänge ist dabei oft nicht leicht zu realisieren. Diese technologischen Gesichtspunkte stehen völlig im Gegensatz zu den bedeutenden Vorteilen bei der Verwendung von digital erzeugten Signalelementen und ihren Kombinationen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die digitale Erzeugung von Signalelementen und deren Kombinationen in Abhängigkeit von zu übertragenden

Informationselementen, jedoch unter Verwendung codierter Darstellungen der einzelnen Signalelemente, wobei die Formen der einzelnen Signalelemente gespeichert bereitgehalten werden und verschiedene Übertragungscodes wählbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet Die Unteransprüche geben fortschrittliche Ausgestaltungen dieser Lösung sowie Schaltkreise zur praktischen Ausführung eines entsprechenden Senders an.

Ein Ausfühn-x.gsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

F i g. 1 u. 2 das Beispiel eines Übertragungsverfahrens mit Signalelementen entsprechend dem Stande der Technik,

F i g. 3 das Blockschaltbild eines Senders gemäß der vorliegenden Erfindung,

F i g. 4 die Einzelheiten darin auftretender Signale,

F i g. 5 ein Zeitschaubild,

Fig.6 ein weiter ins einzelne gehendes Schaltbild gemäß F i g. 3 und

F i g. 7 einen speziellen, die vorliegende Erfindung betreffenden Signalfall.

Zuerst soll noch einmal kurz die Grundidee der Übertragung mit Signalelementen präzisiert werden. Im Falle einer Vierphasenmodulation können als Informationselemente sogenannte Dibits übertragen werden, die je zwei Binärelementen entsprechen; die vier möglichen Phasen gestatteten die Darstellung von vier verschiedenen Werten. Mit einer Trägerfrequenz f_c können somit je zwei Informationswerte auf dem in F i g. 1 dargestellten Cosinuskanal und je zwei weitere Informationswerte auf dem entsprechenden Sinuskanal übertragen werden. Vier verschiedene Phasenlagen des Trägersignals sind dabei ausnutzbar.

Die digitale Signalerzeugung entsprechend dem Stande der Technik verwendet Signalelemente

sin χ

± COS ιη,Ι

über einen fiktiven Cosinuskanal und Siunulelcmenle

sin χ

± - — sin

sin x
χ

der Ausdruck

sin (2 .-7/2 T) t

und 1/7 für f_c gewählt; dafür gelten Signale gemäß F i g. 2. a) entspricht der für die Funktion

sin χ
χ

gewählten Funktion, b) cos m,./ und c) der Funktion

über einen ebensolchen Sinuskanal; damit lassen sich vorgegebene begrenzte Bandspektren erhalten. F" i g. 2 zeigt noch einmal das Verfahren auf, wie es speziell in der DT-AS 20 23 278 beschrieben ist. Dabei wird für

d) entspricht sin (2 .-r/7*)/ und e)

sin (2 πIT)I.

sinJ2n/2

ä rrß f)

Eine Verknüpfung von Sinus- und Cosinussignalen wird jeweils übertragen. Einen Zeitabschnitt T später wird die nächste Verknüpfung übertragen. Nach dem in der obengenannten Erfindung beschriebenen Verfahren werden Signale wie in der F i g. 2c) und e) dargestellt aus Impulsfolgen erzeugt, wie sie in diesen beiden Figuren gestrichelt angedeutet sind. Diese Signale abgewogener Quantität in der dargestellten Aufeinanderfolge werden aus Schieberegistern bezogen.

Zahlreiche Signalkombinationen das Typs

sin χ

cos / (i)

und

sin χ

sin /(D

sind möglich. Die Komplexität solcher Signale wird erheblich, wenn die Trägerfrequenz f_c nicht in einem einfachen Verhältnis zur Periodizität 1/Tder einzelnen Informationselemente steht.

Für ein Dibit können zwei Signalelemente erzeugt werden, die praktisch zwei Komponente eines allgemein ausdrückbaren Signals sind. Die direkte Erzeugung der Signalelemente für die einzelnen möglichen Dibits wäre durchführbar. So könnte allgemein ausgedrückt ein Signalelement erzeugt werden, daß einem der in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Vektoren entspricht; dieses Signalelement ist allgemein durch die folgende Gleichung auszudrücken:

sin (2 .t/2 TU

! ± cos (2 .τ/T)/ ± sin (2 .τ/7 )t\ .

Vier Werte sind dabei mit + +, + -, - + und

kombinierbar.
Nach der vorliegenden Erfindung wird das zu übertragende Signal ebenfalls aus gegebenen Signalelementen zusammengesetzt. Diese Elemente sollen jedoch direkt in einer codierten Form vorliegen. Als einige Beispiele hierfür seien genannt die Delta-Codierung, die Delta-Sigma-Codierung und die Puls-Code-Modulation PCM. Jedes einzelne Informationselement bzw. auch die für die vorgesehene Codierungsart durchzugebenden Signalelemente müssen nacheinander die Abgabe entsprechender Codeelemente bewirken. Hierzu ist zu bemerken, daß die einzelnen wählbaren Codes für die möglichen zu übertragenden Informationselemente in Form von digitalen Darstellungen vorrätig gehalten werden können.

Damit wird für jedes zu übermittelnde Informationselement die Abgabe entsprechender Signalelemente

bo möglich, indem diese aus einem Speicher ausgelesen werden, der die charakteristischen Formen der einzelnen Signalelemente vorrätig hält Aufgrund der eingespeicherten Signalformen werden entsprechende Codeelemente erzeugt, die den zu übermittelnden Signalelementen und somit den zu übertragenden Informationselementen entsprechen.

In an sich bekannter Weise werden die zu übertragenden Signale durch Kombination verschiede-

ner Signalelemente gemäß der gewählten Codierungsart gewonnen. Dazu werden zeitlich aufeinanderfolgend einzelne Signalelemente entsprechend gegebenen Zeitfunktionen erzeugt. Jedes einzelne Signalelement hat dabei dem gewählten Übertragungsverfahren zu entsprechen. Gemäß einer Ausführung nach der vorliegenden Erfindung werden schlußendlich aus den gebildeten Codeelementen Analogsignale gebildet, die vom Senderausgang abgegeben werden. Dazu dienen untereinander sehr ähnliche Decodierer, und es ist anzustreben, wenn möglich einen einzigen Decodierer für alle wählbaren Codearten vorzusehen.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft nicht die Grundregeln der Überführung der einzelnen Signalelemente in bestimmte Codeformen. Für die einzelnen Signalelemente werden aus dem vorgesehenen Speicher sehr einfach codierte Elemente ausgelesen. Sämtliche zu übertragenden Signalelemente müssen im Speicher erfaßt sein. Aus diesem werden, je nach gewählter Codierart, entsprechend codierte Elemente ausgelesen.

Ein allgemein gültiges Blockschaltbild für die vorliegende Erfindung für beliebige wählbare Codearten ist in F i g. 3 wiedergegeben. In dieser Figur ist der Block 5 der Teil der Schaltungsanordnung, der aus einzelnen Informationselementen die zu übertragenden Signale herstellt und am Ausgang A abgibt. T ist ein die gesamte Schaltungsanordnung synchronisierender Taktgeber. In der betrachteten Figur ist des weiteren ein sogenannter Vorcodierer VC dargestellt. Dieser ist ebenfalls nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung; er wird in bekannter Weise dazu benutzt, aus den zugeführten Datenelementen vorcodierte Informationselemente zu erzeugen. Die einlaufenden Daten mögen binär sein. Sie können dann mit dem Vorcodierer paarweise in quaternäre Informationselemente umgewandelt werden. Diese Informationselemente werden entsprechend der vorliegenden Erfindung als vierphasenmoduliertes Signal übertragen. Die einzelnen vier Phasen entsprechen jeweils einem von vier möglichen Informationselementen.

Die vom Vorcodierer VC abgegebenen Informationselemente könnten aufgeteilt und jede zweite Gruppe einem ähnlichen Schaltungsblock S' zugeführt werden. Die Signale von dessen Ausgang A' können dann vor der Übertragung mit den Signalen vom Ausgang A des Blockes 5 kombiniert werden.

Nun zu den Einzelheiten des Blockes S: Er enthält einen Speicher SP, der codierte Darstellungen für die einzelnen Signalelemente vorrätig hält In der Logik L laufen die Informationselemente vom Vorcodierer VC ein; die entsprechenden Informationswerte werden ausgewertet und danach die Adressen der zugehörigen Speicherplätze bestimmt. Schrittweise ruft die Logik Adreßsignale für aus dem Speicher auszulesende codierte Elemente ab. Dabei können sich die zeitlichen Abläufe der Signalspannungen für die einzelnen Elemente überlappen. In F i g. 4 ist dies dargestellt. Zur Zeit Θ0 soll z. B. das Informationselement 11 begonnen werden. Die Codemuster -I-c und + e gemäß Fig. 1 beginnen, aus dem Speicher ausgelesen zu werden. Zum Zeitpunkt θ 1 soll das Informationselement 10 beginnen. Das Codemuster -e und abermals +c beginnen, ausgelesen zu werden. Zu einem gewissen Zeitpunkt θ werden folgende Einzelheiten aus dem Speicher ausgelesen: Das Muster +cund das Muster +e, deren Auslesung gleichzeitig zum Zeitpunkt Θ0 begann, und dazu überlagert die Codemuster ■+· c und — e, die zum Zeitpunkt Θ1 begannen. Der Block S enthält zur Zwischenspeicherung ein Register R, das die aus dem Speicher ausgelesenen Codemuster aufnimmt. Die überlagerten Codemuster verursachen dann im Codeelementgenerator G die Erzeugung der zugehörigen Codequanten zu jedem einzelnen Zeitpunkt. Die von diesem Codeelementgenerator abgegebenen Signale werden in einem nachgeschalteten Decodierer D ausgewertet und in kombinierter Form von diesem über ίο den Ausgang Λ abgegeben.

Vor einer weiteren Beschreibung der Einzelheiten des Ausführungsbeispiels soll noch eine weitere wichtige allgemeine Bemerkung gemacht werden. Es sollen, wie bereits ausgeführt wurde, Signale des Typs

sin χ
χ

(cos 2πί_οί oder sin 2nf_ct) übertragen werden. Strenggenommen ist nicht unbedingt ein einfaches Verhältnis

zwischen der Trägerfrequenz /_c und der Übertragungsperiodizität l/T der informationselemente zu fordern.

Die Komplexität der Schaltkreise nähme dann jedoch ungeheuer zu. Die Auswirkung davon wäre die Notwendigkeit der Verarbeitung einer größeren Zahl von Signalelementvarianten. Entsprechend müßte für die vorliegende Erfindung auch die Kapazität des Speichers SP stark vergrößert werden, um darin alle benötigten Signalformen speichern zu können; entspre-

jo chend kompliziert würde dann auch die Logik L mit der Adressiereinrichtung A.

Es soll nun ein Signalelement des folgenden Typs betrachtet werden:

g(t) COS ((Oct + Φ).

gesteht dann für

sin χ

Es soll zu allen Zeitpunkten to + ATTaußer bei k null sein.

Siehe dazu F i g. 4. Ähnliches gilt auch für Signale g(t), die ΊΤ später gelegen sind. Auch diese Signale sollen Null sein zu allen Zeitpunkten h + iT+KT, ausgenommen jedoch to+iT, welcher Zeitpunkt allgemein als Hauptzeit der einzelnen Signalelemente bezeichnet werden soll.

Die Summe aller zu übertragenden Signalelemente ist

Σ g (f - /T) cos {„>_ei + Φ,).

Φ,· ist die Variable, die die einzelnen / Informationselemente voneinander unterscheidet Eine Familie von j möglichen Werten wird durch Φ, bestimmt.

Es darf nicht übersehen werden, daß sowohl bei der genannten, dem Stande der Technik entsprechender Verfahren als auch entsprechend der vorliegender Erfindung zu jedem Zeitpunkt die Art des zi erzeugenden Signals bekannt ist, nicht abe: der auf der einzelnen Zeitpunkt bezogene Signal wert. Wenn alsc zur Zeit ίο — 0 das Signal

g(t) COS (tuet + Φο)

t,5 erzeugt wird und zur Zeit /Tdas Signal

dann werden nacheinander zu diskreten Zeitpunkter

f=fo=O, t=T, t = iT Signalelemente erzeugt, die sich wie folgt ausdrücken lassen:

g(/ - /T) cos {,„At - iT) + 0,1 mil / = 0,1 ...

Damit gehl die vorgenannte Gleichung (I) über in die Gleichung

Σ gU - iT) cos {,„_e{t - iT) + ,,,JT + Φ,} .

Zu einem Zeitpunkt /Tist ein Signal

(2)

g(t)cos (

zu erzeugen. Φ',ist dabei gegeben durch das Korrekturglied ωJT und den Wert Φ* Φ'; unterscheidet sich praktisch nicht von Φ* wenn w_c/T ein ganzzahliges Vielfaches von In ist; wenn es ein Vielfaches von π ist, ist einzig und allein gegebenenfalls ein Minuszeichen vorzusetzen. Für eine ganz beliebige Signallage würde beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Bereithalten von Signaldarstellungen aller Signale

g(t)cos (

erforderlich sein. Bei Vorkehrung einer gegebenen Beziehung zwischen ü>_c und T ist jedoch eine wesentliche Vereinfachung möglich. Es ist dann keine Unzahl von verschiedenen Signaldarstellungen im Speicher bereitzuhalten, sondern eine begrenzte Menge-

Anhand des Blockschaltbildes Fig.3 und des weiteren anhand der F i g. 4 sind die Einzelheiten des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgezeigt. Dies in Anlehnung an ein Beispiel nach dem Stande der Technik gemäß der F i g. 1 und 2. Dabei wurden bisher nur Beispiele mit Vierphasenmodulationen betrachtet Ähnliches gilt aber auch für höhere Phasenmodulationsgrade.

Jü

Es soll nun der Fall einer Achtphasenmodulation für eine Übertragungsgeschwindigkeit von 4800 Bauds betrachtet werden. Die Mitte des verwendeten Frequenzbandes soll in der Mitte des üblichen Fernsprechspektrums liegen. Es soll speziell der Fall der Differentialphasenmodulation zugrunde gelegt werden. Kennzeichnend ist dabei jeweils der Phasenunterschied ΔΦ zur Phasenlage des vorangehenden Signals. ΔΦ kennzeichnet den Wert des jeweils zu übertragenden Elementes. Einlaufende Binärdaten mit 4800 Bauds werden in Dreiergruppen vorcodiert, wobei sich Informationselemente mit acht verschiedenen möglichen Werten ergeben, die mit einer Übertragungsgeschwindigkeit von 1600 Bauds zu übertragen sind, d. h. T= 1/1600. Ein Signal mit einer solchen Übertragungsgeschwindigkeit, welches mit einer Mittenfrequenz (Trägerfrequenz) von 1800 Hz übertragen werden soll, läßt sich allgemein angeben als:

sin (.τ/Τ)/

25 COS (<n_ct + 0,) .

Hierin ist bei der vorgegebenen Differentialmodulation

0; = 0_f_,

/|0_f

bei einer Miltenfrequenz von f_c = 1800 Hz.
Dann ergibt sich für die einzelnen Signalelemente:

sin (.τ 1600-Q
(.τ· 1600-r)

cos (2 .τ- 1800 · ( + </>,·).

Dies wiederum mit Φ,=Φ,-\+ΔΦί. Die möglichen Werte für ^Φ,-sind dann 0,2π/Β 2jr7/8.

Entsprechend der vorgenannten Gleichung (2) ergibt sich für das zum Zeitpunkt iT zu übertragende /-te Informationselement:

sin (.τ- 1600-0
(η- 1600-f)

_COS<2,₇.₁₈₀₀.₍₊ · 1800

1600

_φ|,

sin (π- 1600 ■ f)
~"(.t- 1600 ·/)

cos {2 η ■ 1800 · f + 2/.T

sin (π- 1600- ()
(.-7-1600-t)

cos {2 π ■ 1800 · t + i + 2in +

Das Glied 2m ist hierin vernachlässigbar.

Beim gegenwärtig betrachteten Modulationsverfahren unterscheiden sich die einzelnen Werte Φ/ um Vielfache von 2π78 voneinander. Die acht Möglichkeiten, die gegeben sind, sind die folgenden:

1600/)

(η -1600/)

cos (2 ,τ- 180Of)

sin(7T- 1600Q
(tt- 16000

T- 16000
16000

cos

("■

1800/

2 TT

cos^2π· 1800/ + 2.T j\.

Diese acht Möglichkeiten von Signalelementen werden jedes unter einer zugehörigen Adresse im vorgesehenen Speicher bereitgehalten. Die zeitliche Ausdehnung jedes einzelnen Signalelementes ist strenggenommen unbegrenzt. Es soll jedoch ein Kompromiß, der sich praktisch realisieren läßt, aber den zu stellenden Anforderungen genügt, eingegangen werden. Dabei soll die zeitliche Ausdehnung jedes einzelnen Signalelementes öTsein, wobei 1/7" der Folgefrequenz der einzelnen Informationselemente entspricht.

Das heißt, daß nach dem Anlauf eines Signalelementes dieses noch über den Beginn fünf weiterer Signalelemente wirksam bleibt. Sechs Signalelemente können sich dabei überlagern, wie schematisch in F i g. 5 für das gegebene Beispiel dargestellt ist.

Im vorliegenden Falle entspricht je ein Signalelement einem Informationselement. Wegen der Überlappung ist jedoch zu erwarten, daß bei jedem Informationselement mehr als ein Signalelement jeweils wirksam sein kann. Allgemein betrachtet möge die Zahl M die Zahl der Signalelemente sein, die jeweils zu einem gegebenen Zeitpunkt zu berücksichtigen ist. NT soll die Zeit sein, über die sich ein Signalelement jeweils erstreckt. Im betrachteten Falle mit M= 6 sich überlappenden Signalelementen ist N ebenfalls gleich 6.

Die einzelnen Signalelemente sollen für eine Delta-Codierung ausgelegt werden. Jede einzelne Signaldarstellung muß somit eine Sequenz von Null- und Einswerten enthalten, die sämtlich einzuspeichern sind. Da sich, wie bereits erklärt, jedes Signalelement über eine Zeit NT erstreckt, müssen für jedes Signalelement Nq Delta-Elemente bereitgehalten werden. Wenn I/o die Folgefrequenz der einzelnen Delta-Elemente ist, dann gilt NT=NqO. o=T/q entspricht der zeitlichen Länge eines einzelnen Delta-Elementschrittes,

Das p-te Delta-Element des /-ten Signalelements für das Informationselement C fällt zeitlich zusammen mit dem (p+q)-ten Delta-Element des (i— l)-ten Signalelements, mit dem (q+2q)-\.m Delta-Element des (i— 2)-ten Signalelements usw. bis zum (q+(N— \)q)-ten Delta-Element des (i—(N—l))-ten Signalelements zum Zeitpunkt θ gemäß F i g. 5. Wie bereits genannt wurde, ist N= 6.

Entsprechendes gilt für die Darstellungen aller einzelnen Signalelemente. Dazu sind die Adressen der jeweils auszulesenden sechs Signaldarstellungen sowie auch die gerade aktuelle Stellenzahl ρ des gerade auszulesenden Darstellungsabschnittes anzugeben.

Nun zur Erläuterung der Fig.6, die nähere Einzelheiten einer entsprechenden Schaltungsanordnung wiedergibt. Die zu übermittelnden Daten laufen am Eingang E ein und werden im Vorcodierer VC jeweils zu dritt zu Informationselementen zusammengefaßt. Jedes Informationselement könnte die drei Bits in zugeführter Form enthalten; hier soll jedoch eine Gray-Codetransformation durchgeführt werden. Dies ist für die weitere Verarbeitung zweckmäßig. Die Transformation selbst und die zugehörigen Schaltkreise sind nicht Gegenstand der Erfindung und dem Fachmann bekannt. Sie sollen insofern nicht in ihren Einzelheiten weiter beschrieben werden.

Zur Bestimmung der Adressen werden jeweils drei Bits eines Informationselements logisch im Block KOMB mit den drei Adreßbits des vorangehenden Informationselements addiert, die noch in der ersten Reihe eines vorgesehenen Adreßspeichers verfügbar sind. Die neu gebildete Adresse wird bei E' zur Verfügung gestellt. Ab dem Zeitpunkt /Tist dies die /-te Adresse; sie gelangt in die erste Reihe des Adreßspeichers. Die vorangehend gebildeten Adressen /'—1 bis /—5 wandern nacheinander in die Reihen 2 bis 6 des Adreßspeichers. Gemäß Fig.5 wäre die erste Stelle (mit <7=1) der /-ten Signaldarstellung auszulesen. Die /-te Adresse steht in der ersten Reihe des Adreßspeichers, und der Delta-Zähler gemäß Fig.6 gibt die Stellenzahl für q= 1 an.
Die Stelle 1 +q der (i— l)-ten Signaldarstellung usw.

ίο bis zur Stelle 1 +5g der f/-5)-ten Darstellung entsprechend den Adressen in den Adreßspeichern 2 bis 6 sind ebenfalls auszulesen.

Die gleichzeitige Auslesung könnte parallel erfolgen. Hier soll sie jedoch in Reihe ablaufen, jedoch mit einer

ι ■> solchen Geschwindigkeit, daß alle einzelnen Stellenauslesungen vor Beginn des nächsten Delta-Codierschritts beendet sind, der gemäß Fig.5 zum Zeitpunkt iT+ö beginnt. Dabei wird wie folgt gearbeitet: Sobald die /-te Adresse in der Reihe 1 des Adreßspeichers eingelaufen ist, werden die Torschaltungen &1 gesperrt und die UND-Schaltungen &2 geöffnet; dabei laufen die einzelnen Adressen im Adreßspeicher zyklisch durch. Sobald die (i— 5)-te Adresse in Reihe 1 kommt, wird eine Null in den Delta-Zähler eingegeben und der Wert N-1 in den so bezeichneten N-Zähier. N— 1 ist hier gleich 5 und die (5q+l)-te Stelle des (7—5)-ten Signalelements wird aus dem Speicher ausgelesen. Dann gelangt die Adresse des (i— 4)-ten Signalelements in die Reihe 1 des Adreßspeichers. Der Delta-Zähler geht nach 1, der /V-Zähler auf N-2 = 4. Dies bedeutet, daß die (4q+ l)-te Stelle des (i— 4)-ten Signalelements aus dem Speicher ausgelesen wird usf. Schließlich wird die erste Stelle des /-ten Signalelements aus dem Speicher ausgelesen.

Die aus dem Speicher ausgelesenen Signalelementdarstellungen werden nacheinander in den Teil « des Registers R überführt. Nach der Auslesung der ersten Stelle des /-ten Signalelements wird zum Zeitpunkt iT+ö der nächstfolgenden Delta-Codierschritt begonnen. Die serielle Speicherauslegung beginnt von neuem:

Die (2 + 5)-te Stelle des (i— 5)-ten Signalelements wird ausgelesen usw. bis zur zweiten Stelle des /-ten Signalelements. Während dieser Operationen sind die Adressen gerade wieder einmal umgelaufen. Der Inhalt des Delta-Zählers hat beim Beginn der neuen Umlaufserie auf Eins geschaltet und dann den Wert 1 gehalten, währenddem der N- Zähler wiederum von 5 bis 0 gelaufen ist. Dabei hat der letztere nacheinander die Werte 5q, Aq, 3q, 2q, q, 0 abgegeben. Inzwischen sind jedoch die einzeln nacheinander ausgelesenenen Stellenelemente aus dem Teil λ nach dem Teil β des Registers über Torschaltungen durchgegeben worden. Während Teil α mit neuen Elementen gefüllt wird, werden die im Teil β bereits vorhandenen Stellenelemente jeweils zur Erzeugung der abzugebenden Signale benutzt. Die einzelnen Auslesungen gehen bis zum Schritt iT+q einschließlich. Dann erscheint zum Zeitpunkt (7+I)T das (i+i)-ie Informationselement Die (i+1)-te Adresse wird bestimmt und ersetzt die Ate Adresse; ein neuer kompletter Umlauf im Adreßspei-

bo eher beginnt. So wird von /Tüber (i+ I)T und (/+2)T weiterverfahren bis alle einzelnen Darstellungselemente nacheinander ausgelesen worden sind und somit alle Signalelemente entsprechend dem gewählten Code übertragen worden sind. Im betrachteten Falle werden nicht etwa komplette analoge Signalelemente innerhalb einer nachfolgenden Decodieroperation aufaddiert, sondern die bei jedem einzelnen Schritt ausgelesenen Stellenelemente werden jeweils aufaddiert und die sich

ergebenden Signale einem Integrator zugeführt. Dies ist keine Besonderheit der vorliegenden Erfindung, sondern bei der Delta-Codierung allgemein üblich. Die einzelnen Codefolgeelemente werden durch Anlegung einer Spannung ± V über einzelne Widerstände R entsprechend den Werten im Teil β des Registers erzeugt. Die Summierung und Decodierung wird durch ein Netzwerk der bereits genannten Widerstände R, einen Operationsverstärker OP und den nachgeschalteten Integrator bewerkstelligt. Die Speicheranwahl-Schaltkreise bekommen Adressen zugeführt und dienen zur Steuerung der adressierten Speicherauslesung. Da Darstellungen von Signalelementen entsprechend den zu übertragenden Signalelementen bereitzuhalten sind, läßt sich vorteilhafterweise ein sogenannter Read-Only-Festwertspeicher nach dem Stande der Technik verwenden.

Im Anschluß an die vorgegebene Ausführungsbeispielbeschreibung sind noch einige weitere Bemerkungen zu machen. Wie bereits erwähnt, können auch andere Codierarten verwendet werden. Bei PCM-Codierung z. B. besteht jede einzelne Signalelementdarstellung aus einer Vielzahl von zugehörigen Bits, deren jedes einzelne einem Stellenelement entspricht. Daher wäre eine Vielzahl von Bits aus dem Speicher für jede einzelne Signaldarstellung auszulesen.

Wenn die einzelnen Informationselemente einer Amplitudenmodulation unterworfen werden sollen, dann gehen die Signalelemente als Ganzes in die Modulation ein. Auch für eine solche Modulation werden schrittweise erzeugte Werte zur Wiedergabe der einzelnen Signalelemente verwendet. Auch dafür lassen sich die Grundsätze der PCM-Technik vorteilhafterweise anwenden.

Die für die Beschreibung dei Signalelementerzeugung gewählten Ausführungsbeispiele sind Fälle der Phasenmodulation. Bei den unter Stand der Technik aufgeführten Patenten und Anmeldungen sind jedoch auch Beispiele der Frequenzmodulation und der Restseitenbandtechnik.

Codefolgeelemente sind auf jeden Fall für die einzelnen Signalelemente des Typs
g(t) cos (Wct+Φ)

gespeichert bereitzuhalten. In den beschrieberen Auslührungsbeispielen werden Signalelemente des Typs

sin χ

COS (fii,.f + Φ)

verwendet. Die einzelnen Elementfaktoren könnten ίο auch getrennt gespeichert werden. Zum Beispiel könnten Codefolgen für g(t)bzw.

sin .v
.v

und getrennt für cos (ω_€ί+Φ) oder sogar auch für cos £ü_cf allein bereitgehalten werden. Dann müssen aber entsprechende Rechenoperationen, Multiplikation bzw. Addition und Multiplikation, durchgeführt werden. F i g. 7 soll dies verdeutlichen. Das dort dargestellte Signal c) ist das Produktsignal aus den Signalen b) und a). Für die erforderlichen Operationen können Schaltungsanordnungen nach dem Stande der Technik verwendet werden.
Eine letzte wichtige Bemerkung soll nun hinzugefügt werden: Eine Betrachtung der verschiedenen beim Stande der Technik erwähnten Erfindungen läßt erkennen, daß die den einzelnen Übertragungsverfahren, wie z. B. Phasenmodulation, Restseitenbandmodulation, Frequenzmodulation, entsprechenden Signale

jo aus einer begrenzten Anzahl von bereitzuhaltenden Signaldarstellungen gewonnen werden können. Dabei ist eine erhebliche Zahl der einzelnen Darstellungen bei verschiedenen Modulationsverfahren sogar gleich. Daher könnte, wenn alle entsprechenden Einzelelemente

r> bereitgehalten werden, durch Auswahlschaltkreise selektiv diese oder jene Übertragungsart wahlweise bei einem allgemein verwendbaren Gerät eingestellt werden. Bei den Verfahren nach dem Stande der Technik mit Schieberegistern und entsprechenden Ausgangslogikkreisen ließe sich dies nicht so leicht durchführen, wie bei der vorliegenden Erfindung.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Erzeugung von Signalelementen zur Nachrichtenübertragung, wobei das zu übertragende Signal als eine mit Informationselementen modulierte Trägerfrequenz durch Kombinationen von Signalelementen gewonnen wird und die Signalerzeugung nach einer wählbaren Codiertechnik aus vorgegebenen Signaldarstellungen erfolgt, dadurch gekennzeichnet,

daß den zu übertragenden Informationselementen entsprechende codierte Signaldarstellungen als Wertmengen in einem Speicher (SP) bereitgehalten werden, daß die Ausleseadressierung dieses Speichers (SP) einerseits durch den Wert des jeweils zu übertragenden Inforniationselements und andererseits nach den Regeln des gewählten Übertragungscodes bestimmt wird und daß aus den einzelnen aus dem Speicher (SP) ausgelesenen Wertdarstellungselementen zur Übertragung gelangende Codeelemente erzeugt werden, wobei sich zum Teil zeitlich überlappende Codeelemente mehrerer Informationselemente ergeben (s. 2% F ig. 5).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß bei Übertragungsarten mit erforderlichen Korrekturen aufgrund des Verhältnisses zwischen so Informationselementtakt und Trägerfrequenztakt der Speicher (SP) die Darstellungen aller vorkommenden Signalelemente mit Korrekturwerten bereithält und

daß die Speicheradressen für sämtliche zu übertra- y> genden Informationselemente durch den Informationselementwert selbst sowie durch erforderliche Taktverhältnis-Korrekturwerte bestimmt werden.

3. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicher (SP) Signaldarstellungen einzelner Unterelemente enthält, wenn die einzelnen Signalelemente durch Multiplikation oder andere algebraische Kombination mehrerer Unterelemente gewonnen werden sollen oder wenn dies für die gewählte Übertragungsart erforderlich ist, und

daß zur Erzeugung der Signalelemente die Speicherauslesung von Signaldarstellungen der Unterelemente erfolgt, aus denen durch algebraische Kombination die zu übertragenden Signalelemente gewonnen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß unter Vorkehrung verschiedener wählbarer Codiertechniken jeweils eine auswählbar ist, nach deren Regeln die Kombination bereits entsprechend codierter Unterelemente durchgeführt wird.

5. Sender mit wählbarem Code zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, e>o daß der vorgesehene Speicher (SP) die codierten Darstellungen aller zu erwartenden Signalelemente enthält und daß ein Betriebsartwähler zur Definition der entsprechenden Codiertechnik und der Adres senwahl vorgesehen ist.

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und einen Sender zur Erzeugung von Signalelementen zur Nachrichtenübertragung, wobei das au übertragende Signal als eine mit Informationselementen modulierte Trägerfrequenz durch Kombinationen von Signalelementen gewonnen wird und die Signalerzeugung nach einer wählbaren Codiertechnik aus vorgegebenen Signaldarstellungen erfolgt.

Ein solches Verfahren ist vorzugsweise für die Fernübertragung von Daten geeigent, wenn von einem Sender zu verschiedenen Empfängern in wählbaren unterschiedlichen Codearten übertragen werden soll.

Entsprechend dem Stande der Technik sind zahlreiche Übertragungsverfahren bekanntgeworden, bei denen ein Signal oder mehrere Signale des Typs