DE2207991C3 - Multiplexübertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein MuItipieAfibertragungssystem 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 Analogsignaien besteht aufgrund dieser Funktionsweise die Schwierigkeit der Übertragung von Gleichstromsignalen, nämlich eine deutliche Verschlechterung der Si_enalqualität 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 Schaltungsmaßnahrnen 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

durch 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, Oktober 1970, S. 1719-1726. insbesondere 1724, r. Sp. Z. 1—3) sind im Grunde als eine bloße Kombination der allgemeinen eingangs erwähnten einfachen Pjlslagen-Übertragungssysteme mit digitalen Systemen anzusehen. Die Schwierigkeiten bei ihnen besteht darin, auf der Empfängerseite die Zurückgewinnung der übertragenen Signale r*otwendige Synchronisation zu erreichen. Das s*. ·ί im folgenden anhand von F i g. 1 näher erläutert werden.

Wie aus F i g. 1 a zu ersehen, wird dabei ei.». -itales r ς Signal in mehrere Worte Wunterte!!t, vo- Ίβΐ«-»ι jedes π Bits (im Beispiel 3 Bits) aufweist. V-. 1 ·*·?ι **· -t mit einem Sendeimpuls übertragen zu könn^" «".rd das Impulsinterval! T₁. das einem Sendeimp> '·.. Z'igeordnet wird, in 2" Zeitabschnitte unterteilt, *:e das in Fig. 5b dargestellt ist, und die Lage des zu seienden Impulses wird irgendeinem dieser Zeitabschnitte je nach der digitalen Codierung des Wortes zugeordnet

In F i g. 1 entspricht der durch diese Zuordnung gebildete digital Code für das erste, und das zweite und das dritte Wort den Dezimalwerten 2, 3 bzw. 6. Das bedeutet nun für dir bekanntgewordenen Pulsmodulationsübertragungssysteme, daß während des zweiten, dritten, bzw. sechsten Zeitabschnittes innerhalb der acht Zeitabschnitte, in die jedes Intervall 71 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 Fig. 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 Imp'''je notwendigen Leistung durchschnittlich doppelt so hohe Übertragungsleistung (Kanalkapazität).

Eine wirtschaftlichere Ausnutzung 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 Fie. ld 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 12260), 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 Synchrcnisationsimpulsen dadurch zu ermöglichen, daß man die Phasenlagen aufeinanderfolgender übertragener Signale voneinander subtrahiert, zwischenspeichert und daraus einen Bezugsmaßstab gewinnt, aus 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 v/erden und 2^m mögliche Werte annehmen können, in ei.ie Folge von Signalen Z_n, deren Amplitude (2^mf·' -■ 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 Signa! entsteht (US-PS 35 69 955).

Ausgehend von diesem Stande der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Multiplex-f'bertragungssystem zu schaffen, das nach -am 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 (π ist eine positive ganze reelle Zahl) digitalen Signalen, die jeweils einen numerischen Werf darstellen, zugeführt 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 eingeiesen wird, ein von einem Signal, das ein weiterer Ausgang der Taktimpulsschaltung abgibt, angesteuerter in η 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 digitaler Signalzustand in einer der Stufen des Zählers und dem dieser Stufe zugeordneten Signal in der Gruppe der Signale eine Koinzidenz vorliegt, eine Ir.hibitionsschaltung, der die Signale von einem weiteren Ausgang der Taktimpulsschaltung und vom Koin7irfpn~Hptplrtnr 7Utrpfn1nrt u/αγΗαπ ijnrJ rti& innerhalb eines Pulsrahmetis für jede Koinzidenz im Koinzidenzdetektor einen Impuls abgibt und innerhalb desselben Pulsrar-Tiens die Abgabe weiterer Impulse unterdrückt, wobei ein Pulsrahmert 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 Fulsrahmens auftritt und die Lage eines impulses innerhalb eines Pulsrahmens den numerischen Wert des

diesem zugeordneten Signals der Gruppe von Signalen darstellt, und ferner eine Verzögerungsschaltung mit einer bestimmten Verzögerung nach Auftreten des ihr zugeführten Signals am Ausgang der Jnhibitionsschaltung den Zähler vor Auftreten der nächsten Gruppe 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 weiterer 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 Multiplex-Betrieb 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 äLßerst einfaches Übertragungssystem als ganzes, das die für einfache (also nicht im Multiplexbetrieb arbeitende) Pulslägenmodulationsübertragungssysteme an sich gegebenen Vorteile auch dem Multiplex-Betrieb voll zugänglich macht Ferner werden Übertragungsfehler, die durch Fehier 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 Eriäuterung der Erfindung dienender Impulse,

F i g. 2 ein Blockschaltbild, das eine Ausführungsform

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

Fig.4 ein Blockschaltbild eines in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendeten Senders,

F i g. 5 die Zusammenstellung des Verlaufs verschie- (»5 dener Impulse zur Eriäuterung des Senders nach F i g. 4,

F i g. 6 ein Schaltplan, der die beispielsweise Ausführung des in Fig.4 verwendeten Koinzidenzdetektors zeigt,

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

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

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

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 Eingangskiemme 101 eine digitale Eingangsgröße α, an den Addierer 103. Gleichermaßen gelangt an den Addierer 103 der Inhalt ß,-1 des Registers 104. im Addierer 103 wird also eine Modulo-M-Addition, d.h. die Operation tx?ß,_ti vollzogen. Als Ergebnis dieser Addition wird ß, in das Register 104 zu dem Zeitpunkt eingeschrieben, zu dein die nächste digitale Eingangsgröße an die Eingangskiemme 101 gelangt Das Ergebnis der Addition im Addierer 103 gelangt an den Modulator 105. Won diesem gelangen an die Ausgangsklemme 102 des Senders Impulse in Zeitabschnitten, die dem Ergebnis ß, der Addition entsprechen.

Auf der Empfangsseite wird, wie in Fig.2b dargestellt das empfangene puislagenmodulicrte Signal der EmpfSi;gereingangsk!emme 110 zugeführt und in einem Demodulator 112 in eine digitale Größe y, durch Demodulation umgewandelt Die digitale Größe γ, gelangt an das Register 113 und an eine Subtrahier-Schaltung 1)4. Das Register 113 speichert: die unmittelbar vorhergehende digitale Größe j»,_j, während die digitale Größe γ, empfangen wird, und liefert so einen weiteren Eingang zur Subtrahierschaltung 114. In der Subtrahierschaltung 114 wird eine Modulo-M-Subtraktion der beiden digitalen Größen γ, und 7, -1, d. h. die Operation yPy,-\ ausgeführt Als Ergebnis dieser Subtraktion erhält man die digitize Größe ξ, an der Ausgangsklemme 111 des Empfängers.

Im folgenden wird auf die Darstellung des Verlaufs der Impulse in F i g. 1 und auf die Tabelle nach F i g. 3 Bezug genommen. Es sei angenommen, daß jeweils aus 3 Bits bestehende digitale Worte, etwa derart, wie sie der Kurven verlauf A in F i g. 1 zeigt der Eingangslklemine 101 zugeführt werden. In diesem Fall ergibt sich die Zahl M zu Af= 2³=8. Nimmt man an, daß der Inhalt des Registers 104 zum Zeitpunkt f,den Wert 0 hat so erhält man ßj='i als Ausgang des Addierers 103, wenn das Digital-Won (010), das die Dezimalzahl 2 darstel!., als Eingang <x, zugeführt wird. Dementsprechend nimmt der Inhalt des Registers 104 zum Zeitpunkt i/+i den Wert 2 an. Wird dieser Wert mit dem Wert 3 des Eingangs cc_i+ 1 addiert, dann nimmt der Ausgang des Addierers den Wert 5 an. Zum darauf folgenden Zeitpunkt fc+i. wird der Wert 6 als digitale Eingangsgröße addiert Als ß_i+2 erhält man dann den Wert 3. da von einer die Zahl 8 überschreitenden Modulo-Zahl, wie von der Zahl 5+6=11, die Zahl 8 subtrahiert wird, so daß man für

Der Modulator sendet also als Impulse ßj-u βφ,+u ßi+2... in diesem Fall die Werte 0, 2, 5, 3... zu Zeitabschnitten aus, die diesen Werten entsprechen, wie das dem Verlauf der Impulsfolge in Fig. Ie zu ersehen ist

Auf der Empfangsseite muß die eingehende, in der beschriebenen Weise verarbeitete Impulsfolge zunächst übersetzt werden. Zu diesem Zweck erzeugt der

Demodulator 112 vorliiufig eine digitale Größe Φ als demodulierten Ausgang, der dem Impuls /?,·_ ι entspricht. Der Ausgang wird dann in dem Register gespeichert. Bei Empfang deb Impulses ß, nimmt der Demodulator 112 eine Demodulation vor, in dem er die Operation γί=Φ+β;=Φ + 2 durchführt Die Subtrahierschaltung nimmt nun eine Subtraktion γΡγ,-1 vor. Auf diese Weise wird -.Is Ausgang £,- korrekt die digitale Größe α; hergestellt. Die darauf folgenden Impulse Werden entsprechend einer Modulo-8-Subtraktion unterzogen, iq so daß sie die Ausgänge f,+ ■, ^₁₊ 1... liefern.

Der beschriebene Vorgang kann wie folgt verallgemeinert werden: Ein digitales Wort «* das der Gleichung

λ,+β, iSM '^s

genügt (M ist dabei die Moduio-Zahl) (vgl. zum Beispiel das zweite Wort in Fig. 1), wird als digitales Wort« in demjenigen Zeitabschnitt übertragen, der/9₇(dabei ist

gezählt von dem ersten Zeitabschnitt des relevanten Wortes, entspricht Für

a, + ß, ,>M

(z.B. das dritte Wort in Fig. 1), entspricht der Zeitabschnitt, während dem die Impulsübertragung erfolgt, dem ßrten Zeitabschnitt

gezählt vom ersten Zeitabschnitt des relevanten Wortes. Auf diese Art können die Ergebnisse der Modulo-M-Addition von α, und β,-1 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 π Zeichen oder übersetzte Binär-Codes) ergibt sich z. B. für einen Binärcode folgende Analyse: Ist oc/ ein aus drei binären Ziffern bestehendes Wort, dann kann tx, ausgedrückt werden als:

Stehen au a₂ und 23 parallel zur Verfugung, 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 Au! der Sendeseite werden die Werte at, ai und as jeder Ziffer von α, einem Puffer ί zugeführt, in dem NRZ-Sägnale bt. bi und bi (siehe Fig.5) synchron mit einem Taktsignal c erzeugt und dem Koinzidenzdetektor 2 zugeleitet werden.

Ferner gelangt ein Taktsignal d (vgL F i g. 5) vom Taktgeber 4 an den Drei-Bit-Binärzähler 3, und es entstehen die aus Fig.5 zu ersehenden Rechteckimpul sea.6 und €ä; deren Fraauerar die Hälftg gin Vierte»! x^ bzw. ein Achtel der Frequenz der Taktsignale beträgt Diese Rechtecksignale erhält man als Ausginge an den Klemmen 7,8 und 9. Man erhält den in F i g. 5 gezeigten Impulsverlauf, da jedes der Ausgangssignale ei, ez und ei noch ferner von dem Signal g in noch weiter unten zu beschreibender Weise gesteuert wird. Diese Ausgänge (cu ez, ss) werden jeweils mit den NRZ-SIgnalen bt, bi und bi im Koinzidenzdetektor 2 verglichen. Lediglich wenn b\ und Cu bi und O₂, sowie b_s und e₃ zur selben Zeit gleich sind, erhält man am Koinzidenzdetektor 2 einen Ausgangsimpüls /"(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\, bi...b_n sowie ei, ei... en zugeführt werden und einen NOR-Glied 205, dessen Eingänge die Ausgänge der ODER-Glieder bilden.

Wird nun ein Koinzidenzsignal / am Ausgang des Koinzidenzdetektors 2 erzeugt (siehe F ί g₄ 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 t₂ bis U. U, bis h. sowie fo bis Λο (vergleiche F t g. 5) durch eine Inhibitions-Schaltung 5. die von dem Signal /(gesteuert wird, unterdrückt Es ergibt sich somit folgende Wirkungsweise: Die ursprünglichen, die digitalen Daten darstellenden Signale werden in die NRZ-Signale b\, bi und b\ umgewandelt; zu den Zeiten U, ti, t<, und tg, in denen b\, fa und öj in Koinzidenz mit den Rechtecksimpulsen ei, C₂ und ei sind, wird ein Koinzidenz-Ausgangssignal /erzeugt Da der Ausgang / zum Zeitpunkt U in ein Wort fällt, zu dem der zum Zeitpunkt t, übertragene Impuls gehört, wird das Ausgangssi_c .al /durch ein Inhibitionssignal, das vom Taktgeber 4 abgeleitet ist, inhibiert Daher entsteht ein Ausgangssignal / lediglich zu den Zeitpunkten l\. I=, und fe. 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 ücht-Trägerwel'e.

Der Ausgangsimpuls /wird ferner der Verzögerungsleitung 6 zugeführt die eine Verzögerungszeit V₁ aufweist Deren Ausgang g bewi.^t daß der Zähler zurückgestellt wird, so daß man die impulse ei, C₂ und α, 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 Fig.5 hervorgeht ist im Fall von drei Kanälen für binäre Signale die Teilzahl für ein Wort 8, und die Frequenzbeziehung zwischen der Frequenz fd des Taktsignals dund der Frequenz f_cdes Taktsignal c zum Einlesen von a\,ai und 33 ist Zj= 8£> Wie aus F i g. 5 hervorgeht, ist die Impulsfolge / dieselbe wie die Impulsfolge in Fig. Ie. Damit ist die Pulslagenmodulation unter Verwendung der Operationen Modulo M abgeschlossen. Im Folgenden wird eine Beschreibung der Empfängerseite unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild nach Fig. 7 und die Darstellung des Verlaufs

Immilc

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Empfang eines pulslagenmodulierten Signals j an der Eingangsklemme 24 erzeugt die Takt-Synchronisationsschaltung 13 ein Taktsignal / mit derselben Frequenz, wie sie auch das Taktsignal d im Sender hat Das eingehende Signal /wird femer von der Verzögerungsleitung IG aiii riiien Betrag ty verzögert, an deren Ausgang das Signal k erscheint, das den Drei-Bit-Binärzähler Ϊ1 zurückstellt Der Drei-Bit-Binärzähler 11 zählt

809 620/193

das Taktsignal / und die Ausgänge q\, q₂ und q_}. 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 Γι.

Diese Ausgänge n, r-i und /j geben lediglich die Ausgänge qu qi urA qi wieder, aber in einer Form, die man erhält, wenn man die Anzahl der Zeitabstände (Taktimpulse /Jt die zwischen dem Empfang des vorhergehenden Impulses und dem Empfang des darauf folgenden Impulses (j^ewe''^s 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 r\, r₂ und rj 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 Sendet 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 Stelle nicht weiter auf diese Schaltung eingegangen.

Man kann aber auch eine Wortsynchronisation ohne Benutzung einer derartigen Schaltung z_ur 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 SynchronHerimpuIse 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 Wortphase, die auf Empfängerseiti: entsprechend voreingestellt ist, mehr als ein Impuls empfangen wird und eine Verschiebung nicht mehr vorzunehmen, so bald genau der Zustand erreicht wird, in dem ein Impuls pro Wort empfangen wird. Die Wortsynchronisation kann dann dadurch festgestellt werden, daß die Anzahl der Impulse, die während einer Wortperiode empfangen werden, gezählt wird. Die Wortsynchronisation kann dann auf dieselbe Weise stabilisiert werden, wie dies bei

ίο der Rahmensynchronisation der Fall ist,

F i g. 9 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers, der zur Durchführung der Wortsynchronisation geeignet ist. Bezugszeichen, die darin verwendet werden und bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung der F i g. 7

■ <; verwendet worden sind, bezeichnen dabei gleiche Teile. Bei der Ausführungsform nach Fig.9 führt die Synchronisationsschaltung 15 die vorerwähnte Synchronisation aus und liefert an die Pufferschaltung 14 im Wortabstand Impulse 5, die von dem Eingangssignal j und dem Taktsignal / abgeleitet sind. Auf diese Weise werden die Ausgänge λ, Γ2 und λ in richtige Wortphasenrelation eingelesen. Wie aus Fig.8 zu ersehen, entsteht bei richtiger Wortsynchronisation der Einleseimpuls s bei Beendigung desselben Wortes, das auf der Sendeseite voreingestellt war. Die Pufferschaltung 14 liest dann n, r₂ und r_} in konstanten Zeitabständen ein. Es ergeben sich dann Ausleseimpulse v\,V2 und Vj, die gleichen Abstand voneinander haben.
Die vorgehende Beschreibung ist davon ausgegangen, daß die Modulo-M-Addition im natürlichen Binärcode codiert ist, um die Entsprechung der Zeitabstände zu gewährleisten. Verursacht jedoch Wärmerauschen im Übertragungspfad oder im Taktgeber auf Empfängerseite eine fehlerhafte Übertragung der Pulslagen und will man dies berücksichtigen, dann ist ein reflektierter Binärcode vorzuziehen, der bei einer Abweichung um eir.e digitale Einheit lediglich eine Differenz von einem Bit aufweist, um so die Bit-Fehlerwerte zu reduzieren.

Φ In diesem Fall müssen sowohl der Zähler 3 nach Fig.4 und der Zähler Il nach Fig.7 nach dem reflektierten Binärcode arbeiten. Ferner müssen im Modulator 105 und im Demodulator 112 (vgl. Fig.2) Konverter zur Umwandlung des natürlichen Binärcodes in den reflektierten Binärcode bzw. umgekehrt vorgesehen sein.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Multiplexübertragungssystem nach dem Prinzip der Pulslagemodulation, dadurch gekennzeichnet, daß im Sender {Fig. 4)

   ein Speicher (1), dem vom Eingang zu jeweils bestimmten Zeitpunkten gleichzeitig eine Gruppe von π (π ist eine positive ganze reelle Zahl) digitalen Signalen (au a?, ai), die jeweils einen numerischen Wert darstellen, zugeführt wird und der die jeweils zuletzt empfangene Gruppe von Signalen (au 32, ai) vorübergehend speichert

   eine Taktimpulsschaltung (4), deren einer Ausgang ein Signal (c) an den Speicher (1) abgjat, das bewirkt, daß die diesem (1) zugeführte Gruppe von Signalen (au a^ ai) in diesen (i) eingeiesen wird,
   ein von einem Signal (φ, das ein weiterer Ausgang der Taktimpulsschaltung (4) abgibt, angesteuerter in π Stufen aufgebauter binärer Zähler (3), in dem jede Stufe einem der π digitalen Signale (au a₂, ai) zugeordnet ist und dessen jeweils einer Stufe zugeordnete Ausgänge (7,8,9) Signale (ei, ei ei) 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\, fc, by, ei, C₂, ei) zugeführt werden Ljd der an seinem Ausgang ein Signal (t) abgibt, wenn zwischen dem digitalen Signalzustand in einer der Stt "sn des Zählers (3) tind dem dieser Stufe -nige -rdneten Signal in der Gruppe der Signale (&„ az, ai) eine Koinzidenz vorliegt,

   eine Inhibitionsschaltung (5), der die Signale (a, f) von einem weiteren Ausgang derTaktimpuIs- : schaltung (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 AnzJiI von möglichen Lagen je eines Impulses gebildet wird, derart, 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, ai) 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 ai, ai) darstellt, und ferner

   eine Verzögerungsschaltung (6) mit einer bestimmten Verzögerung (v_r) nach Auftreten des ihr zugeführten Signals am Ausgang der Inhibitionsschaltung (5) den Zähler (3) vor Auftreten der nächsten Gruppe von Signalen (a\, 32,23) zurückstellt,

   vorgesehen ist und die von der Inhibitionsschaltung ⁶S (5) abgegebenen Impulse (i)vom Sender abgegeben undzüiT. Empfänger übertragen werden,
   und im Empfänger (F i g. 9)

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

   ein Zähler (11), der die von der Taktsynchronisationsschaltung (13) abgegebenen Impulse (I) zählt und Signale (qu φ, qi) abgibt, die den Zählerstand darstellen und der ferner von den am Eingang(24) eingehenden Impulsen Runter Zwischenschaltung einer Verzögerungsle^p*ung (10) nach einer durch diese bewirkten Verzögerungszeit (τr) 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 (11) darstellenden Signale (q,, Q2, qi) speichert,

   eine mit der Taktsynchronisationsschaltung (13) cT£W«nngit£ eins Wortcvnr»hmnic3tinn 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 (*} am Ausgang der Synchronisationsschaltung (15) zu Beginn des jeweils nächsten Pulsrahmens die den Inhalt des erstgenannten Speichers (12) darstellenden Signale (n, r₂, fs) aufnimmt,

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