DE2207991B2

DE2207991B2 - Multiplexuebertragungssystem

Info

Publication number: DE2207991B2
Application number: DE19722207991
Authority: DE
Inventors: Yoshito Kajitani Mitsuo Takimoto Yukio Shmoda Takashi Tokio Ueno
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1971-02-25
Filing date: 1972-02-21
Publication date: 1977-10-13
Also published as: GB1347928A; US3767855A; DE2207991A1; JPS5113527B1; DE2207991C3

Description

Die Erfindung betrifft ein Multiplexübertragungssystem nach dem Prinzip der Pulslagenmodulation.

Anwendungen des Prinzips der Pulslagenmodulation arbeiten im allgemeinen derart, daß die Lage des übertragenen Impulses durch ein Analogsignal am Eingang verschoben wird und die Demodulation im Empfänger durch Vergleich mit einer als Bezug dienenden Lage erfolgt, die durch Bestimmung der durchschnittlichen Wiederholungszeit des übertragenen Impulses bestimmt wird. Bei Übertragung von Analogsignalen besteht aufgrund dieser Funktionsweise die Schwierigkeit der Übertragung von Gleichstromsignalen, nämlich eine deutliche Verschlechterung der Signalqualität bei mehrfacher Wiederholung der Übertragung der einzelnen Signale. Will man dies vermeiden, so ist es notwendig, besondere Synchronisationsimpulse mit zu übertragen und diese auf der Empfängerseite von den die Information enthaltenen Impulse zu trennen (vgl. Electronics v. 16. März 1970, S.92-96); dies ist wegen der dadurch bedingten Erhöhung der Kapazität des Übertragungskanals sowie der zur Trennung und genauen Feststellung der Synchronisationsimpulse notwendigen Schaltungsmaßnahmen jedoch unerwünscht.

Die Übertragung digitaler Signale (einschließlich solcher, die durch eine Analog/Digital-Umwandlung entstehen) erlaubt es im Gegensatz dazu auch in solchen Fällen, in denen eine Übertragung von Gleichstromkomponenten möglich ist, die Zunahme des Rauschens

lurch einfache Wiedergewinnung in einer Repeater-Station selbst in den Fällen zu drücken, in denen viele Repeater-Stationen verwendet werden und daher die Wirksamkeit der Übertragung zu erhöhen. Bekanntgewordene Systeme dieser Art (vgl Proceedings of the IEEE, Bd. 58, Nr. 10, Okiober 1970, S. 1719-1726, insbesondere 1724, r. Sp. Z. 1-3) sind im Grunde als eine bloße Kombination der allgemeinen eingangs erwähnten einfachen Pulslagen-Übertragungssysteme mit digitalen Systemen anzusehen. Die Schwierigkeiten bei ihnen besteht darin, auf der Empfängerseite die Zurückgewinnung der übertragenen Signale notwendige Synchronisation zu erreichen. Das soll im folgenden anhand von F i g. 1 näher erläutert werden.

Wie aus Fig. la zu ersehen, wird dabei ein digitales Signal in mehrere Worte ^unterteilt, von denen jedes η Bits (im Beispiel 3 Bits) aufweist. Um ein Wort mit einem Sendeimpuls übertragen zu können, wird das Impulsintervall Ti, das einem Sendeimpuls zugeordnet wird, in 2" Zeitabschnitte unterteilt, wie das in Fig. Ib dargestellt ist, und die Lage des zu sendenden Impulses wird irgendeinem dieser Zeitabschnitte je nach der digitalen Codierung des Wortes zugeordnet.

In Fig. 1 entspricht der durch diese Zuordnung gebildete digitale Code für das erste, und das zweite und das dritte Wort den Dezimalwerten 2, 3 bzw. 6. Das bedeutet nun für die bekanntgewordenen Pulsmodulationsiibertragungssysteme, daß während des zweiten, dritten, bzw. sechsten Zeitabschnittes innerhalb der acht Zeitabschnitte, in die jedes Intervall Ti unterteilt ist, Impulse übertragen werden. Sie stellen das pulslagenmodulierte Signal dar. Die Demodulation auf der Empfängerseite erfolgt dadurch, daß man innerhalb jedes Intervalls Ti, und zwar beginnend mit dem Anfang jedes solchen einem Wort zugeordneten Intervalls die Anzahl derjenigen Zeitabschnitte zählt, die bis zum Auftreten des gesendeten Impulses vergehen.

Um jedoch das Ende eines bestimmten Wortes bzw. des ihm zugeordneten Intervalls und den Beginn des darauf folgenden Wortes bzw. Intervalls festzustellen, wird auf der Sendeseite ein besonderer Impuls Pw eingespeist, der wie aus F i g. Ic zu ersehen, den Beginn jedes Wortes bzw. Intervalls markiert. Es handelt sich dabei um einen Synchronisationsimpuls. Er wird auf der Empfängerseite festgestellt und liefert den Bezugszeitpunkt für die Demodulation. Dieses Verfahren erfordert eine gegenüber der zur Übertragung der einzelnen modulierten Impulse notwendigen Leistung durchschnittlich doppelt so hohe Übertragungsleistung (Kanalkapazität).

Eine wirtschaftlichere Ausnützung der Übertragungsleistung kann man nun dadurch erzielen, daß man eine Rahmensynchronisation anstelle einer Wortsynchronisation verwendet. Bei ihr wird für jeweils mehrere Worte ein Synchronisationsimpuls Pr eingespeist, wie dies in Fig. Id dargestellt ist. Auch hier ist jedoch im Prinzip ein Synchronisationsimpuls und dessen Mitübertragung notwendig, so daß sich die desselben Nachteile ergeben.

Bei Übertragungssystemen, die nach dem Prinzip der Pulsphasenmodulation arbeiten (DT-OS 15 12 260), die sich also von dem Prinzip der Pulslagemodulation insoweit unterscheiden, daß eine Veränderung der Lage der einzelnen Impulse nur für kleine Zeithübe stattfindet, ist es nun bekanntgeworden, eine Demodulation ohne die Notwendigkeit gesonderter Übertragung von Synchronisationsimpulsen dadurch zu ermöglichen, daß man die Phasenlagen aufeinanderfolgender über

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ho tragener Signale voneinander subtrahiert, zwischenspeichert und daraus einen Bezugsmaßstab gewinnt, ans dem sich die auf der Sendeseite zum Zwecke der Modulation erfolgte Verschiebung der Phasenlage ermitteln läßt. Es ist ferner im Zusammenhang mit der Umwandlung von kodierten binären Signalen X_n, die durch π Bits gebildet werden und 2"· mögliche Werte annehmen können, in eine Foige von Signalen Z_n, deren Amplitude (2'"^4|-1) mögliche Werte annehmen kann, bekanntgeworden, zur Rückumwandlung Schaltungen zu verwenden, die einen Modulo-P-Addierer aufweisen, in dem die ihm zugeführten codierten binären Signale einerseits mit dem in einer Verzögerungsschaltung verzögerten Ausgangssignalen desselben Addierers addiert werden und bei dem die Ausgangssignale des Addierers ferner erstens direkt und zweitens über eine Verzögerungsleitung einer Subtrahierschaltung zugeführt werden, an deren Ausgang das umgewandelte Signal entsteht (US-PS 35 69 955).

Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Multiplex-Übertragungssystem zu schaffen, das nach dem Prinzip der Pulslagenmodulation arbeitet, das jedoch die bei den bekannten Systemen dieser Art notwendige Mitübertragung eines Synchronisationsimpulses nicht erfordert. Dabei macht es die Aufgabenstellung einer Multiplexübertragung erforderlich diese Aufgabe in einer solchen Schaltung zu realisieren, daß eine Kanaltrennung der Multiplexsignale auf der Empfängerseite ohne großen Aufwand möglich ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß im Sender (Fig.4) ein Speicher, dem vom Eingang zu jeweils bestimmten Zeitpunkten gleichzeitig eine Gruppe von η (η ist eine positive ganze reelle Zahl) digitalen Signalen, die jeweils einen numerischen Wert darstellen, zugoführt wird und der die jeweils zuletzt empfangene Gruppe von Signalen vorübergehend speichert, eine Taktimpulsschaltung, deren einer Ausgang ein Signal an den Speicher abgibt, das bewirkt, daß die diesem zugeführte Gruppe von Signalen in diesen eingelesen wird, ein von einem Signal, das ein weiterer Ausgang der Ta<timpulsschaltung abgibt, angesteuerter in /; Stufen aufgebauter binärer Zähler, in dem jede Stufe einem der π digitalen Signale zugeordnet ist und dessen jeweils einer Stufe zugeordnete Ausgänge Signale abgeben, die die den Stufen zugeordneten numerischen Werte darstellen, ein Koinzidenzdetektor, dem die von dem Speicher und von dem Zähler abgegebenen Signale zugeführt werden und der an seinem Ausgang ein Signal abgibt, wenn zwischen dem digitalen Signalzustand in einer der Stufen des Zählers und dem dieser Stufe zugeordneten Signal in der Gruppe der Signale eine Koinzidenz vorliegt, eine Inhibitionsschaltung, der die Signale von einem weiteren Ausgang der Taktimpulsschaltung und vom Koinzidenzdetektor zugeführt werden und die innerhalb eines Pulsrahmens für jede Koinzidenz im Koinzidenzdetektor einen impuls abgibt und innerhalb desselben Pulsrahmens die Abgabe weiterer Impulse unterdrückt, wobei ein Pulsrahmen durch eine bestimmte Anzahl von möglichen Lagen je eines Impulses gebildet wird, derart, daß bei Auftreten nur eines von der Inhibitionsschaltung abgegebenen Impulses innerhalb eines mehrerer im Pulsrahmen gleicher Länge je eines der die Gruppe von Signalen bildenden Signale verschiedene Pulsrahmen zuordenbar ist und während dieses Pulsrahmens auftritt und die Lage eines Impulses innerhalb eines Pulsrahmens den numerischen Wert des

iiesem zugeordneten Signals der Gruppe von Signalen darstellt, und ferner eine Verzögerungsschaltung mit einer bestimmten Verzögerung nach Auftreten des ihr zugeführten Signals am Ausgang der Inhibitionsschaltung den Zähler vor Auftreten der nächsten G ruppe von Signalen zurückstellt, vorgesehen ist und die von der Inhibitionsschaltung abgegebenen Impulse vom Sender abgegeben und zum Empfänger übertragen werden, und im Empfänger eine Taktsynchronisationsschaltung, der die am Eingang eingehende Folge von Impulsen zugeführt wird und die Taktimpulse erzeugt, ein Zähler, der die von der Taktsynchronisationsschaltung abgegebenen Impulse zählt und Signale abgibt, die den Zählerstand darstellen und der ferner von den am Eingang eingehenden Impulsen unter Zwischenschaltung einer Verzögerungsleitung nach einer durch diese bewirkten Verzögerungszeit zurückgestellt wird, ein Speicher, der bei Auftreten eines der ihm vom Eingang zugeführten Impulse die ihm ferner zugeführten den Zählerstand des Zählers darstellenden Signale speichert, eine mit der Taktsynchronisationsschaltung gekoppelte eine Wortsynchronisation herbeiführende Synchronisationsschaltung, die einen schmalen Impuls abgibt, wenn die gesamte Zahl von Lagen von Impulsen innerhalb eines Pulsrahmens festgestellt worden ist, der zeitlich den Beginn jedes Pulsrahmens darstellt, ein weiterer Speicher, der bei Auftreten und nur während des Auftretens des ihm zugeführten Impulses am Ausgang der Synchronisationsschaltung zu Beginn des jeweils nächsten Pulsrahmens die den Inhalt des erstgenannten Speichers darstellenden Signale aufnimmt, vorgesehen sind, wobei die in dem weiteren Speicher gespeicherten Signale das vom Empfänger abzugebende Ausgangssignal darstellen.

Dieses System, das — wie im einzelnen noch weiter unten erläutert werden wird — sich im Prinzip zur Rückgewinnung der übertragenen Information der Modulo-Addition bedient, ermöglicht es, die Mitübertragung von Synchronisationsimpulsen auch dann zu vermeiden, wenn eine Übertragung mehrerer digitaler Signale im Multiplexbetrieb erfolgt, wobei eine Multiplex-Verknüpfung der digitalen Codes in einer Mehrzahl von Kanälen auf der Sendeseite und die Trennung multiplexverknüpfter digitaler Codes auf der Empfängerseite und der dazu notwendige Schaltungsaufwand vermieden wird. Es entsteht dabei ein äußerst einfaches Übertragungssystem als ganzes, das die für einfache (also nicht im Multiplexbetrieb arbeitende) Pulslagenmodulationsübertragungssysteme an sich gegebenen Vorteile auch dem Multiplex-Betrieb voll zugänglich macht. Ferner werden Übertragungsfehler, die durch Fehler in der Pulslage auf der Empfängerseite bedingt sind, auf ein Minimum reduziert.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es bedeutet

Fig. 1 die Darstellung verschiedener,der Erläuterung der Erfindung dienender Impulse,

F i g. 2 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform der Erfindung darstellt,

Fi g. 3 eine Tabelle, die an verschiedenen Stellen der Schaltung nach F i g. 2 den Signalzustand wiedergibt,

F i g. 4 ein Blockschaltbild eines in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendeten Senders,

F i g. 5 die Zusammenstellung des Verlaufs verschicdener Impulse zur Erläuterung des Senders nach F i g. 4,

Fig.6 ein Schaltplan, der die beispielsweise Ausführung des in Fig.4 verwendeten Koinzidenzdetektor* zeigt,

F i g. 7 ein Blockschaltbild, das den grundsätzlichen Aufbau des Empfängers erläutert, der dem in F i g. 4 dargestellten Sender entspricht,

F i g. 8 die Zusammenstellung des Verlaufs verschiedener Impulse zur Erläuterung des in Fig.7 gezeigten Empfängers,

F i g. 9 ein Blockschaltbild, der der Wortsynchronisation dienenden Schaltung auf Empfängerseite.

ίο Fig.2 zeigt als Sonderfall eines Multiplex-Übertragungssystems ein Einkanal-System, an Hand dessen die grundsätzliche Funktion der Erfindung erläutert wird.

Auf der Senderseite gelangt von der Eingangsklemme 101 eine digitale Eingangsgröße «,an den Addierer 103.

is Gleichermaßen gelangt an den Addierer 103 der Inhalt j3,-i des Registers 104. Im Addierer 103 wird also eine Modulo-M-Addition, d.h. die Operation atßi+\ vollzogen. Als Ergebnis dieser Addition wird ß,in das Register 104 zu dem Zeitpunkt eingeschrieben, zu dem die nächste digitale Eingangsgröße an die Eingangsklemme 101 gelangt. Das Ergebnis der Addition im Addierer 103 gelangt an den Modulator 105. Von diesem gelangen an die Ausgangsklemme 102 des Senders Impulse in Zeitabschnitten, die dem Ergebnis jj,- der Addition entsprechen.

Auf der Empfangsseite wird, wie in Fig. 2b dargestellt, das empfangene pulslagenmodulierte Signal der Empfängereingangsklemme HO zugeführt und in einem Demodulator 112 in eine digitale Größe y, durch Demodulation umgewandelt. Die digitale Größe y, gelangt an das Register 113 und an eine Subtrahier-Schaltung 114. Das Register 113 speichert die unmittelbar vorhergehende digitale Größe y,_i, während die digitale Größe y, empfangen wird, und liefert so einen weiteren Eingang zur Subtrahierschaltung 114. In der Subtrahierschaltung 114 wird eine Modulo-M-Subtraktion der beiden digitalen Größen y, und y,_ 1, d. h. die Operation γΡγί-\ ausgeführt. Als Ergebnis dieser Subtraktion erhält man die digitale Größe £,- an der Ausgangsklemme 111 des Empfängers.

Im folgenden wird auf die Darstellung des Verlaufs der Impulse in Fig. 1 und auf die Tabelle nach Fig.3 Bezug genommen. Es sei angenommen, daß jeweils aus 3 Bits bestehende digitale Worte, etwa derart, wie sie der Kurvenverlauf A in F i g. 1 zeigt, der Eingangsklemme 101 zugeführt werden. In diesem Fall ergibt sich die Zahl M zu M=2³=8. Nimmt man an, daß der Inhalt des Registers 104 zum Zeitpunkt r, den Wert 0 hat, so erhält man /3,= 2 als Ausgang des Addierers 103, wenn das

so Digital-Wort (010), das die Dezimalzahl 2 darstellt, als Eingang «,zugeführt wird. Dementsprechend nimmt der Inhalt des Registers 104 zum Zeitpunkt f,₊ i den Wert 2 an. Wird dieser Wert mit dem Wert 3 des Eingangs «,.,. 1 addiert, dann nimmt der Ausgang des Addierers der

ss Wert 5 an. Zum darauf folgenden Zeitpunkt r_H 1, wire der Wert 6 als digitale Eingangsgröße addiert. Als /?,.,.; erhält man dann den Wert 3, da von einer die Zahl f überschreitenden Modulo-Zahl, wie von der Zah 5 + 6=11, die Zahl 8 subtrahiert wird, so daß man fü

(Ό /3,i 2 den Wert 3 erhält.

Der Modulator sendet also als Impulse JS, 1, /?*/},., ^m2... in diesem Fall die Werte 0, 2, 5, 3... 7. Zeitabschnitten aus, die diesen Werten entsprechen, wi das dem Verlauf der Impulsfolge in Fi g. Ic zu ersehe

(<s ist.

Auf der Empfangsscitc muß die eingehende, in d( beschriebenen Weise verarbeitete Impulsfolge zunäch übersetzt werden. Zu diesem Zweck erzeugt dt

Demodulator 112 vorläufig eine digitale Größe Φ als demodulierten Ausgang, der dem Impuls /?,-_ ι entspricht. Der Ausgang wird dann in dem Register gespeichert. Bei Empfang des Impulses ß, nimmt der Demodulator 112 eine Demodulation vor, in dem er die Operation s γ,=Φ + βί=Φ + 2 durchführt. Die Subtrahierschaltung nimmt nun eine Subtraktion γΡγ,-1 vor. Auf diese Weise wird als Ausgang ζ, korrekt die digitale Größe «.,■ hergestellt. Die darauf folgenden Impulse werden entsprechend einer Modulo-8-Subtiaktion unterzogen, ,₀ so daß sie die Ausgänge £,-+₁, ξ,·+ ₂... liefern.

Der beschriebene Vorgang kann wie folgt verallgemeinert werden: Ein digitales Wort Ki, das der Gleichung

genügt (¹MiSt dabei die Modulo-Zahl) (vgl. zum Beispiel das zweite Wort in F i g. 1), wird als digitales Wort <x in demjenigen Zeitabschnitt übertragen, der /J₇ (dabei ist

ft-«;+fly-O.

gezählt von dem ersten Zeitabschnitt des relevanten Wortes, entspricht. Für

(z.B. das dritte Wort in Fig. 1), entspricht der Zeitabschnitt, während dem die Impulsübertragung erfolgt, dem /?;-ten Zeitabschnitt

gezählt vom ersten Zeitabschnitt des relevanten Wortes. Auf diese Art können die Ergebnisse der Modulo-M-Addition von et/ und 0,_ ι den verschiedenen Zeitabschnittszahlen zugeordnet werden.

Fig.8 zeigt als Ausführungsbeispiel eines Mehrkanal-Systems ein Dreikanalsystem. Von den verschiedenen möglichen Codes, in denen die digitalen Eingangsgrößen dargestellt sein können (so Codes auf der Basis von η Zeichen oder übersetzte Binär-Codes) ergibt sich z. B. für einen Binärcode folgende Analyse: 1st α, ein aus drei binären Ziffern bestehendes Wort, dann kann α, ausgedrückt werden als:

Stehen an 02 und ai parallel zur Verfügung, dann können sie als digitale Signale für drei Kanäle betrachtet werden, die voneinander unabhängig sind. Man kann daher ein Dreikanal-Multiplex-Übertragungssystem für ein aus einem Bit bestehendes digitales Signal (anstelle des Drei-Bit-Signals «,^betrachten.

Die entsprechende Schaltung ist in F i g. 4 dargestellt. Auf der Sendeseite werden die Werte a\, «2 und H₃ jeder Ziffer von «/ einem Puffer 1 zugeführt, in dem NRZ-Signale fei, in und fe.i (siehe Fig.5) synchron mit einem Taktsignal c erzeugt und dem Koinzidcnzdctck- s.s tor 2 zugeleitet werden.

Ferner gelangt ein Taktsignal d (vgl. F i g. 5) vom Taktgeber 4 an den Drci-Bit-Binärzählcr 3, und es entstehen die aus F i g. 5 zu ersehenden Rcchtcckimpulse Ci, Cj und ei, deren V-VCqUCn/. die Hälfte, ein Viertel do bzw. ein Achtel der Frequenz der Taktsignal beträgt. Diese Rechtccksignalc erhält man als Ausgänge an den Klemmen 7,8 und 9. Man erhält d^n in F i g. 5 gezeigten lmpulsvcrlauf, da jedes der Ausgangssignnlc ei, C₂ und e.i noch ferner von dem Signal g ip noch weiter unten zu <_vs beschreibender Weise gesteuert wird. Diese Ausgänge (c\, C₂, ei) werden jeweils mit den NRZ-Signalcn 61. b/ und fei im Koinzidenzdetektor 2 verglichen. Lediglich wenn b\ und ei, bi und ei, sowie fej und e3 zur selben Zeit gleich sind, erhält man am Koinzidenzdetektor 2 einen Ausgangsimpuls /"(siehe F i g. 5).

Der Koinzidenzdetektor 2 ist in F i g. 6 im einzelnen dargestellt. Er besteht aus ODER-Gliedern 201, 202...203. denen b\, Iy₂... b„ sowie ei, ej... e„ zugeführt werden und einen NOR-Glied 205, dessen Eingänge die Ausgänge der ODER-Glieder bilden.

Wird nun ein Koinzidenzsignal f am Ausgang des Koinzidenzdetektors 2 erzeugt (siehe F i g. 4), so wird die Weiterleitung weiterer Koinzidenzsignale am Ausgang des Koinzidenzdetektors 2 während des Zeitraumes, der mit der Abstiegsflanke des ersten Koinzidenzsignals /"jeder Wortperiode beginnt und mit dem vom Taktgeber definierten Ende einer Wortperiode endet, oder in anderen Worten: während der Zeitintervalle {2 bis U, t_b bis (7, sowie h bis f 10 (vergleiche F i g. 5) durch eine Inhibitions-Schaltung 5, die von dem Signal h gesteuert wird, unterdrückt. Es ergibt sich somit folgende Wirkungsweise: Die ursprünglichen, die digitalen Daten darstellenden Signale werden in die NRZ-Signale b\, bi und bi umgewandelt; zu den Zeiten fi, ti, te und ts, in denen fei, 62 und bi in Koinzidenz mit den Rechtecksimpulsen ei, C₂ und e3 sind, wird ein Koinzidenz-Ausgangssignal /erzeugt. Da der Ausgang f zum Zeitpunkt h in ein Wort fällt, zu dem der zum Zeitpunkt fi übertragene Impuls gehört, wird das Ausgangssignal f durch ein Inhibitionssignal, das vom Taktgeber 4 abgeleitet ist, inhibiert. Daher entsteht ein Ausgangssignal /lediglich zu den Zeitpunkten fi, ts und /s. Das Signal h, das die Inhibitions-Schaltung steuert, wird durch ein Flip-Flop 31 gebildet.

So erscheint das erste Koinzidenz-Ausgangssignal innerhalb jeder Wortperiode an der Ausgangsklemme 30. Das ist aus F i g. 5 zu ersehen. Dieses Ausgangssignal wird dem Sender zugeführt und moduliert dort eine beispielsweise elektromagnetische oder Licht-Trägerwelle.

Der Ausgangsimpuls /wird ferner der Verzögerungsleitung 6 zugeführt, die eine Verzögerungszeit τ, aufweist. Deren Ausgang g bewirkt, daß der Zähler zurückgestellt wird, so daß man die Impulse ei, e2 und ej, die bereits erwähnt wurden, erhält. Das bedeutet, daß alle Ausgänge 7, 8 und 9 in dem Moment auf den Zustand 0 gestellt werden, in dem ein Signal g eintrifft. Dann nimmt der Binärzähler 3 das Zählen des Taktsignals d in derselben Weise wie bereits erwähnt wieder auf.

Wie aus F i g. 5 hervorgeht, ist im Fall von drei Kanälen für binäre Signale die Teilzahl für ein Wort 8, und die Frequenzbeziehung zwischen der Frequenz /",/ des Taktsignals c/und der Frequenz /"<· des Taktsignals c zum Einlesen von ai, «2 und aj ist £/= 8/"_c> Wie aus F i g. 5 hervorgeht, ist die Impulsfolge / dieselbe wie die Impulsfolge in Fig, Ic. Damit ist die Pulslagenmodulation unter Verwendung der Operationen Modulo M abgeschlossen. Im Folgenden wird eine Beschreibung der Empfängerseite unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild nach F i g. 7 und die Darstellung des Verlaufs verschiedener Impulse nach Fig.8 gegeben. Bei Empfang eines pulslngcnmoduliertcn Signals j an der Eingangsklcmmc 24 erzeugt die Takt-Synchronisationsschaltung 1.3 ein Taktsignal / mit derselben Frequenz, wie sie auch das Taktsignal d im Sender hat. Das eingehende Signal,/ wird ferner von der Verzögerungsleitung 10 um einen Betrag τ, verzögert, nn deren Ausgang das Signal k erscheint, das den Drci-Bit-Binilrzähler 11 zurückstellt. Der Drci-Bit-Binärzählcr Il zählt

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das Taktsignal / und die Ausgänge q\, q₂ und q₃. Sein Inhalt wird in den Speicher 12 zu dem Zeitpunkt eingelesen, in dem das nächste Eingangssignal j erscheint. Man erhält auf diese Weise die Impulse n, r₂ und r₃.

Diese Ausgänge n, r₂ und r₃ geben lediglich die Ausgänge q\, q₂ und φ wieder, aber in einer Form, die man erhält, wenn man die Anzahl der Zeitabstände (Taktimpulse I), die zwischen dem Empfang des vorhergehenden Impulses und dem Empfang des darauf ι ο folgenden Impulses (jeweils Signal j) mit dem Drei-Bit-Binärzähler 11 zählt Das kann im Ergebnis als die Anzahl der Zeitabstände zwischen zwei aufeinderfolgenden Impulsen des Signals j auf Modulo-M-Basis angesehen werden. Das ist bereits schon das dem Sendeeingang zugeführte Eingangssignal. Auf diese Weise wird ohne die Notwendigkeit einer Wortsynchronisation eine Demodulation herbeigeführt. Die zeitlichen Abstände der demodulierten Worte verändern sich, wie anhand der Darstellungen des Verlaufs der Signale n, r₂ und r₃ in F i g. 8 ersichtlich. Besteht ein Bedürfnis dafür, die ursprünglichen digitalen Worte in einer Form abzuleiten, in der die Abstände gleich sind, so kann man sich einer Schaltung zur Beseitigung dieser unterschiedlichen Abstände bedienen (»dejitterizer«), der aus einem elastischen Speicher und einem phasenstarren Sender besteht. Bei einer solchen Schaltung werden die Impulsfolgen nacheinander in den elastischen Speicher eingelesen und der gespeicherte Inhalt unter Verwendung der Taktimpulse als Ausgang des Senders nacheinander ausgelesen. Eine solche Schaltung ist beispielsweise im Bell System Technical Journal, Bd. 44, Nr. 9 (November 1965), S. 1843 bis 1885 beschrieben. Deshalb wird an dieser Stehe nicht weiter auf diese Schaltung eingegangen.

Man kann aber auch eine Wortsynchronisation ohne Benutzung einer derartigen Schaltung zur Beseitigung von Synchronisationsfehlern erreichen. Dabei kann die Eigenheit des erfindungsgemäß vorgeschlagenen pulslagenmodulierten Übertragungssystems dahingehend ausgenützt werden, daß für jedes Wort, obwohl auf der Sendeseite keine Synchronisierimpulse eingespeist werden, ständig ein Impuls übertragen oder empfangen wird. Das Verfahren besteht dann darin, die Wortphase immer um jeweils einen Zeitabschnitt zu verschieben, wenn während einer Wortperiode in der Wortphasc, die auf Empfängerseite entsprechend voreingestellt ist mehr als ein Impuls empfangen wird und ein« Verschiebung nicht mehr vorzunehmen, so bald genai der Zustand erreicht wird, in dem ein Impuls pro Won empfangen wird. Die Wortsynchronisation kann danr dadurch festgestellt werden, daß die Anzahl dei Impuls*;, die während einer Wortperiode empfanger werden, gezählt wird. Die Wortsynchronisation kanr dann auf dieselbe Weise stabilisiert werden, wie dies be der Rahmensynchronisation der Fall ist.

F i g. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers, dei zur Durchführung der Wortsynchronisation geeignet ist Bezugszeichen, die darin verwendet werden und bereit; im Zusammenhang mit der Beschreibung der Fig./ verwendet worden sind, bezeichnen dabei gleiche Teile Bei der Ausführungsform nach F i g. 9 führt die Synchronisationsschaltung 15 die vorerwähnte Synchronisation aus und liefert an die Pufferschaltung 14 irr Wortabstand Impulse 5, die von dem Eingangssignal und dem Taktsignal / abgeleitet sind. Auf diese Weise werden die Ausgänge η, r₂ und r$ in richtige Wortphasenrelation eingelesen. Wie aus F i g. 8 zi ersehen, entsteht bei richtiger Wortsynchronisation dei Einleseimpuls s bei Beendigung desselben Wortes, da: auf der Sendeseite voreingestellt war. Die Pufferschal tung 14 liest dann n, r₂ und r₃ in konstanter Zeitabständen ein. Es ergeben sich dann Ausleseimpulsi v_uv₂ und V₃,die gleichen Abstand voneinander haben.

Die vorgehende Beschreibung ist davon ausgegan gen, daß die Modulo-M-Addition im natürlicher Binärcode codiert ist, um die Entsprechung dei Zeitabstände zu gewährleisten. Verursacht jedoch Wärmerauschen im Übertragungspfad oder im Taktge ber auf Empfängerseite eine fehlerhafte Übertragung der Pulslagen und will man dies berücksichtigen, dann is ein reflektierter Binärcode vorzuziehen, der bei einei Abweichung um eine digitale Einheit lediglich eint Differenz von einem Bit aufweist, um so die Bit-Fehlerwerte zu reduzieren.

In diesem Fall müssen sowohl der Zähler 3 nacr Fig.4 und der Zähler 11 nach Fig. 7 nach derr reflektierten Binärcode arbeiten. Ferner müssen irr Modulator 105 und im Demodulator 112 (vgl. Fig.2 Konverter zur Umwandlung des natürlichen Binärcode; in den reflektierten Binärcode bzw. umgekehrt vorgese hen sein.

J-Iior/ii 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Multiplexübertragungssystem nach dem Prinzip der Pulslagenmodulation, dadurch gekenn- > zeichnet, daß im Sender (F i g. 4)

ein Speicher (1), dem vom Eingang zu jeweils bestimmten Zeitpunkten gleichzeitig eine Gruppe von η (η ist eine positive ganze reelle Zahl) digitalen Signalen (a\, a₂, aj), die jeweils ι ο einen numerischen Wert darstellen, zugeführt wird und der die jeweils zuletzt empfangene Gruppe von Signalen (a\, a₂, a₃) vorübergehend speichert,

eine Taktimpulsschaltung (4), deren einer is Ausgang ein Signal (c) an den Speicher (1) abgibt, das bewirkt, daß die diesem (1) zugeführte Gruppe von Signalen (as, a₂, aj) in diesen (1) eingelesen wird,

ein von einem Signal (d), das ein weiterer Ausgang der Taktimpulsschaltung (4) abgibt, angesteuerter in η Stufen aufgebauter binärer Zähler (3), in dem jede Stufe einem der η digitalen Signale (au a₂, a_}) zugeordnet ist und dessen jeweils einer Stufe zugeordnete Ausgänge (7,8,9) Signale (ei, e₂, e>) abgeben, die die den Stufen zugeordneten numerischen Werte darstellen,

ein Koinzidenzdetektor (2), dem die von dem Speicher (1) und von dem Zähler (3) abgegebenen Signale (b\, Ö2, by, e_h eo, &i) zugeführt werden und der an seinem Ausgang ein Signal (f) abgibt, wenn zwischen dem digitalen Signalzustand in einer der Stufen des Zählers (3) und dem dieser Stufe zugeordneten Signa! in der Gruppe der Signale (au a₂, ai) eine Koinzidenz vorliegt,

eine Inhibitionsschaltung (5), der die Signale (a, f)von einem weiteren Ausgang der Taktimpulsschaltung (4) und vom Koinzidenzdetektor (2) zugeführt werden und die innerhalb eines Pulsrahmens für jede Koinzidenz im Koinzidenzdetektor (2) einen Impuls (i) abgibt und innerhalb desselben Pulsrahmens die Abgabe weiterer Impulse unterdrückt, wobei ein Pulsrahmen durch eine bestimmte Anzahl von möglichen Lagen je eines Impulses gebildet wirdätderart, daß bei Auftreten nur eines von der Inhibitionsschaltung (5) abgegebenen Impulses innerhalb eines mehrerer im Pulsrahmen gleicher Länge je eines der die Gruppe von Signalen (au a₂, a{) bildenden Signale verschiedene Pulsrahmen zuordenbar ist und während dieses Pulsrahmens auftritt und die Lage eines Impulses innerhalb eines Pulsrahmens den numerischen Wert des diesem zugeordneten Signals der Gruppe von Signalen (au a₂, a^) darstellt, und ferner

eine Verzögerungsschaltung (6) mit einer bestimmten Verzögerung (c_c) nach Auftreten ⁽>° des ihr zugeführten Signals am Ausgang der Inhibitionsschaltung (5) den Zähler (3) vor Auftreten der nächsten Gruppe von Signalen (au 32,33) zurückstellt,

vorgesehen ist und die von der Inhibitionsschaltung f>5

(5) abgegebenen Impulse (i)vom Sender abgegeben und zum Empfänger übertragen werden,

und im Empfänger (F i g. 9)

eine Taktsynchronisationsschaltung (13), der die am Eingang (24) eingehende Folge von Impulsen ft)zugeführt wird und die Taktimpulse (I) erzeugt,

ein Zähler (U), der die von der Taktsynch/onisationsschaltung (13) abgegebenen Impulse (I) zählt und Signale (q„ q->, qi) abgibt, die den Zählerstand darstellen und der ferner von den am Eingang(24)eingehenden Impulsen (Runter Zwischenschaltung einer Verzögerungsleitung (10) nach einer durch diese bewirkten Verzögerungszeit ^zurückgestellt wird, ein Speicher (12), der bei Auftreten eines der ihm vom Eingang (24) zugeführten Impulse (j) die ihm ferner zugeführten den Zählerstand des Zählers (1!) darstellenden Signale (q_u q₂, q>) speicher!,

eine mit der Taktsynchronisationsschaltung (13) gekoppelte eine Wortsynchronisation herbeiführende Synchronisationsschaltung (15), die einen schmalen Impuls (s) abgibt, wenn die gesamte Zahl von Lagen von Impulsen innerhalb eines Pulsrahmens festgestellt worden ist, der zeitlich den Beginn jedes Pulsrahmens darstellt,

ein weiterer Speicher (14), der bei Auftreten und nur während des Auftretens des ihm zugeführten Impulses (s) am Ausgang der Synchronisationsschaltung (15) zu Beginn des jeweils nächsten Pulsrahmens die den Inhalt des erstgenannten Speichers (12) darstellenden Signale (n, r₂, n) aufnimmt,

vorgesehen sind, wobei die in dem weiteren Speicher (14) gespeicherten Signale (η,Κ,κ) das vom Empfänger abzugebende Ausgangssignal darstellen.