DE2221145C3

DE2221145C3 - Schaltungsanordnung zum Übertragen eines Mehrpegelsignalzuges

Info

Publication number: DE2221145C3
Application number: DE2221145A
Authority: DE
Inventors: Shoji Dipl.-Ing. Tokio Hagiwara; Hajime Dipl.-Ing. Tokio Yamamoto
Original assignee: Nippon Telegraph & Telephone Public Corp Tokyo; Fujitsu Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1983-06-09
Also published as: DE2221145A1; JPS5034366B1; US3761818A; DE2221145B2

Description

a) im Falle eines Bezugssignals mit einem diskreten Pegel (Lref) der Phasensteuerkreis (11) durch einen Detektorkreis (ICJ gesteuert wird, der mit Hilfe von Verzögerungsschaltungen (24, 26, 32; F i g. 7) mit nachgeschalteten Torschaltungen (28, 30, 34, 36) und einem Taktsignal (CLK), dessen Periode der des Bezugssignals entspricht, aus der Binärziffer (bO) mit der höchsten Wertigkeit, deren Übergangspunkt von einem Wert zum anderen (0,1) dem diskreten Pegel (Lref) des Bezugssignals (RLS) entspricht, und dem benachbarten Mehrpegelsignal (MLS) die Polarität der Pegeldifferenz ermittelt und

b) im Falle eines Bezugssignals mit zwei diskreten Pegeln (binäres Bezugspegelsignal RLS mit LrefO und LrefX) der Phasensteuerkreis (11) durch einen Detektorkreis (10) gesteuert wird, der mit Hilfe von Verzögerungsschaltungen (60, 62, 68, 78, 80, 90; Fig. 10) mit nachgeschalteten Torschaltungen (64, 66, 70, 72, 74, 76, 82, 84, 86, 88) aus den Binärziffern mit der höchsten und der zweithöchsten Wertigkeit (b0, b\), deren Übergangspunkte von einem Wert zum anderen (0,1) den diskreten Pegeln (LrefO, Lrefi) des Bezugssignals entsprechen, die Polarität der Pegeldifferenz ermittelt.

Für eine wirksame Digitalsignalübertragung unter Verwendung einer Übertragungsleitung mit relativ hoher Übertragungsleistung wird ein Signal iiblicherweise in der Form eines Mehrpegelsignals ausgesandt, um eine für die Signalübertragung notwendige reduzierte Bandbreite zu schaffen. In diesem Falle kann ein Übertragungsimpuls einen von vorbestimmten ρ Amplitudenwerfen aufweisen und dies führt dazu, daß eine Information log, ρ Bit mit einem Impuls ausgesandt werden kann. Das Mehrpegelsignal-Ubertragungssystem erfordert eine genaue Übertragung der ImpulsaTipHtude auf Kosten der Verringerung der für die Übertragung notwendigen Bandbreite, jedoch treten, wenn die Zahl ρ der Pegel des Mehrpegelsignals ansteigt, viele Schwierigkeiten bei der genauen übertragung der Ampiitudenpegei auf.

Um nämlich den Pegel des empfangenen Signals zu identifizieren, ist es notwendig, daß das »Auge« des »Augena-Musters der empfangenen Wellenform in der Nähe jedes Pegelwertes offen ist. Des weiteren muß jeder Pegel des empfangenen Mehrpegelsignals klar von anderen Pegeln durch einen Schwellwertpegel unterschieden werden, der in der Mitte der »Augen«-Öffnung in der Nähe jedes Pegels liegt In dem Falle, bei dem jeder Pegel des empfangenen Mehrpegelsignals über den oberen Schwellwertpegel oder den unteren Schwellwertpegel hinaus abweicht, steigt das Maß der Erzeugung eines Fehlers auf Grund eines Rauschens oder einer Zwischenzeicheninterferenz gegenüber anderen Zeichen an. Es ist des weiteren notwendig, daß der zum Lesen aus dem »Augen«-Muster in diesem Falle verwendete Abtastimpuls mit dem Wiederhoizyklus des Mehrpegel-

signals synchronisiert wird und dabJie Phase des Abtastimpulses mit dem maximalen Öffnungsteil der »Augen«-Öffnung zusammenfällt. Wenn sich insbesondere die Phase des Abtastimpulses verschiebt, um vor oder hinter dem maximalen Öffnungsteil der

»Augen«-Öffnung zu liegen, steigt das Maß der Erzeugung eines Fehlers durch Rauschen oder Zwischenzeicheninterferenz an. Eine Taktinfonnation für die genaue Anordnung des Abtastinipulses wird mittels Einrichtungen zusammen mit dem Mehrpe-

gelsignal ausgesandt und an der Empfangsseite wird die Taktinformation abgenommen, um die Abtastzeit zu bestimmen. Die vorher erwähnte Phasenverschiebung des Abtastimpulses wird durch eine Phasendrift eines Taktinformations-Extrahierkreises, durch Pha-

senverzerrung der Übertragungsleitung und durch eine Interferenz mit der Taktinformation durch Rauschen oder eine Signalkomponente od. dgl. verursacht. Da die »Augen«-Öffnung mit einem Anstieg der Zahl der Pegel des Mehrpegelsignals enger wird,

wird der zulässige Wert der Phasenverschiebung sehr gering.

Es ist eine Schaltungsanordnung zum Übertragen eines Mehrpegelsignalzuges über eine Übertragungsleitung mit einer Sendeeinrichtung und mit einer Empfangseinrichtung bekannt (DE-OS 2 030 827). Die bei dieser bekannten Anordnung erfolgende Abtastung des Mehrpegelsignals schwankt zeitlich relativ stark.

Es ist auch bekannt, zusätzliche Signale zu übertragen, indem eine Zeitraffung vorgenommen wird, die »Pl&tz« bzw. »Lücken« for die zusätzliche Information schafft (DE-AS 12 90 598). Diese zusätzlichen Signale können Signale der verschiedensten Art sein, z.B. Synchronisiersignale, Steuer- und Wählsignale, aber auch zusätzliche Nu tzinformation, z. B, Gesprächskanal-Signais. Die Zeitraffung wird dabei mittels einer Verzögerungseinrichtung vorgenommen.

Des weiteren ist ein Datenmodem für 2400 Bit/s mit Einseitenbandmodulation bekannt, das auf der Senderseite einen Kreis zur Umsetzung der binären Eingangssignal in Mehrpegelsignale und eine Einrichtung zum Einsetzen von Bezugssignalen und auf der Empfängerseite eingangsseitig einen Entzerrer, eine Einrichtung zum Extrahieren der Bezugssignale, von denen eines zur Taktsteuerung dient, und einen Mehrpege'dekodierkreis, der die Mehrpegelsignale in mehrziffrige binäre Ausgangssignale umformt, enthält (Nachrichtentechnische Fachberichte [NTF], Band 37, 1969, Seiten 224 bis 230).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Übertragen eines Mehrpegelsignalzugs zu schaffen, bei der eine Abweichung der Abtastzeit des Mehrpegelsignals vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird eine Abweichung der Abtastzeit festgestellt, und auf der Basis dieser Feststellung wird die Abweichung der Abtastzeit der nachfolgend empfangenen Signale korrigiert

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

F i g. 1A zeigt ein Mehrpegelsignal, z. B. ein Oktalsignal, das gemäß der Erfindung ausgesandt wird;

Fig. IB zeigt ein empfangenes Mehrpegelsignal, das durch eine übertragungsleitung geglättet worden ist;

Fi g. 2 A zeigt ein ideales »Augen «-Muster, das an der Empfangsseite einer Übertragungsleitung in dem Falle erhalten wird, in dem ein oktales Signal zusammen mit einem Bezugspegelsignal eines darin eingesetzten Pegels ausgesandt wird;

Fig. 2B zeigt ein ideales »Augen«-Muster, das an der Empfargsseite der Übertragungsleitung in dem Falle erhalten wird, in dem ein oktales Signal zusammen mit einem Bezugspegelsignal von zwei darin eingesetzten Pegeln ausgesandt worden ist;

F i g. 3 zeigt ein Blockrchaltbild einer beispielhaften Ausführungsfonn eines Mehrpegelsignal-Übertragungssystems nach der Erfindung;

Fig. 4 A und 4B sind Diagramme zum Erläutern des Einsetzens des Bezugspegelsignals in das Mehrpegelsignal an der Sendeseite;

Fig. 5 zeigt im einzelnen einen Bezugspegelsignal-Einsetzkreis zur Verwendung in der in Fig. 3 dargestellten Schaltung;

F i g. 6 ist eine graphische Darstellung zum Erläutern einer Abweichung der Abtastzeit;

Fig. 7 zeigt eine bei der Erfindung verwendete Schaltung zum Korrigieren der Abweichung der Abtastzeit an der Empfangsseite der Übertragungsleitung, die in der Anordnung der Fi g. 3 enthalten ist;

F i g. 8 zeigt eine, beispielhafte Ausführungsform eines Phasenschieberkreises, der in der Schaltung der Fig.? enthalten ist;

Fig. 9 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Mehrpegelkodierkreises, der in der Schaltung der F i g, 3 und 7 enthalten ist;

F i g, 10 jeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Schaltungsaufbaus zum Korrigieren einer Abweichung der Abtastzeit.

Zur wirksamen Digitalsignalübertragung mit für die Übertragung notwendiger, reduzierter Bandbreite wird das Signal üblicherweise in der Form eines Mehrpegelsignals übertragen. F i g. 1 zeigt ein Bei-

spiel eines MehrpegelsignalsMLS, z.B. eines Oktalsignals, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalamplitudenpegel darstellen. RLS zeigt ein Bezugspegelsignal. Im allgemeinen werden die Pegel des auszusendenden Mehrpegelsignals zufällig er-

zeugt, und das BezugspegelsignalRLS mit z.B. einem vorbestimmten Pegel wird in das Mehrpegelsignal mit einer vorbestimmten Periode T eingesetzt. Eine solche Wellenform, wie sie in F i g. 1 A dargestellt ist, wird geglättet, wie dies in F i g. 1 B ge-

zeigt ist, wenn sie über eine Übertragungsleitung ausgesandt wird. Fi g. 1B zeigt eine Wellenform derart, daß die durch Punkte angegebenen Ptgelwerte des Mehrpegelsignals an entsprechenden Abtastzeiten abgerundet sind, um genaue Pegel darzusteller., je-

doch ist die empfangene. Wellenform durch Verzerrung, Gbichstromdrift und Schwankung des Gewinns (Dämpfungsverminderung) auf der Übertragungsleitung deformiert, und die Pegel werden selbst auch deformiert.

Eine Figur, die als ein »Augen«-Muster bezeichnet wird, wird zum Prüfen der Identifizierung der Pegel des Mehrpegelsignals verwendet. Fig. 2 A zeigt ein ideales »Augen«-Muster in dem Falle, in dem ein Bezugspegelsignal mit einem Pegel in das oktale Signal gemäß der Erfindung eingesetzt worden ist, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalpegel darstellen. In der Figur bezeichnen LO bis L 7 acht Pegel des Mehrpegelsignals. Lref bezieht sich auf den Pegel des Bezugspegelsignals und »Auge« bezeichnet die »Augene-Öffnungen. Unter der Annahme, daß das Bezugspegelsignal RLS zu einer ZeitfO empfangen wird, kann das Mehrpegelsignal MLS einen gewünschten Pegel von den acht Pegeln zu Zeitenf+1 oder t—l vor oder nach i0 haben.

In einem idealen Fall, bei dem die Pegel der empfangenen Wellenformen nicht deformiert werden, läuft die empfangene Wellenform immer über die Pegel L 0 bis L 7 zu den Abtastzeiten /+1 und ί — 1 und den Pegel Lref bei / 0, die in der Nachbarschaft der Pegelpunktregionen vorgesehen sind, die mit »Augen«-Öffnungen bezeichnet werden, wo keine Wellenform vorhanden ist, wie dies durch »Auge« angegeben ist. Die Wellenformen liegen in dem Be-

reich, der durch schräge Linien angegeben ist. Die Anwesenheit der »Augen«-Öffnungen ist für die Identifizierung der Pegel des ausgesandten Mehrpegelsignals unerläßlich. Ein Schwellwertpegel wird an dem Zwischenpegdpunkt jeder »Augen«-Öffnung

angeordnet, wodurch beurteilt wird, ob ein empfangener Pegel z. B. LO oder L 1 ist. An der rechten Seite der Fig.2 A ist die Art des Aufbeus der Pegel L 0 bis L 7 und des Pegels Lref des Bezugspegelsignals gezeigt. Wenn die Pegel des oktalen Signals in

binären Zahlen darstellt werden, sind die Pegel »000«, »001«, »010«, »011«, »100«, »101«, »110« und »111«, jedoch wird der Pegel Lref des Bezugspegelsignals RLS an dem Übergangspunkt der binären

Ziffer einer gewünschten Stellung der binären Zahl ausgewählt. Bei dem dargestellten Beispiel wird, wie dies durch das Zeichen »*« bei der Ziffer mit größter Wertigkeit angezeigt ist. der Pegel Lrej an einem Punkt angeordnet, an dem die binäre Ziffer dieser Stellung von »0« nach »1« wechselt.

F i g. 2 B zeigt ein ideales »Augen«-Muster, bei dem ein Bezugspegelsignal RLS mit zwei Pegeln in das Oktalsignal mit acht Pegeln gemäß der Erfindung eingesetzt worden ist, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalpegel darstellen. In F i g. 2 Π bezeichnen L 0 bis T. 7 die acht Pegel des Oktalsignals, Z.rt'/O und /.rc/1 beziehen sich auf die Pegel des Bezugspegelsignals und »Auge« bezeichnet eine yAugenw-Öffnung. In einem idealen Falle, bei r> dem die Pegel der empfangenen Wellenformen selbst nicht deformiert sind, laufen die empfangenen Wellenformen immer über die Pegel L 0 bis /. 7 zu den Abtast/eiten/+1 und /—1 und die Pegel LrejO und Lrej i zur Zeit 1 ö mit dem Ergebnis, daß Bereiche in _>« der Nachbarschaft der Pegelpunkte vorhanden sind, wo keine empfangenen Wellenformen liegen, d.h. in den »Augen «-Öffnungen. Die empfangenen Wellenformen sind in dem Bereich vorhanden, der durch schräge Linien bezeichnet ist. Die Pegel Lrej Q und Lrej 1 des Bezugspegelsignals RLS werden an den Ubergangspunkten der binären Ziffern einer gewünschten Stellung einer binären Zahl angeordnet und bei dem dargestellten Beispiel sind diese an solchen Punkten der Mittelstellung angeordnet, wo die Jo binäre Ziffer der Stellung von »0« nach »1« wechselt, wie durch »1« und »2« angegeben ist.

Die »Augen«-Muster sind unter idealen Bedingungen derart ausgebildet, wie dies in den F i g. 2 A und 2 B gezeigt ist. Um die Pegel des empfangenen Si- J5 gnals zu bestimmen, wird das empfangene Signal zu den Zeiten r— 1, (0 und r— 1 abgetastet, und die Abtastung wird zii einer Zeit ausgeführt, die einem maximalen Öffriungsteil der »Augen«-Öffnung entspricht, d. h. dem Teil, wo die »Augen«-Öffnungen sich bei einem Maximum in einer vertikalen Richtung befindet, wie in F i g. 2 gezeigt ist. In dem Falle der Verwendung einer üblichen Übertragungsleitung, bei der das »Augen«-Muster üblicherweise verschlechtert wird, wenn die Abtastung etwas vor oder ^4ä nach der Zeit ausgeführt ist, die dem maximalen Öffnungsteil der »Augen«-Öffnung entspricht, steigt ein Fehler bei der Pegelbestimmung auf Grund des Rauschens, einer Zwischenzeicheninterferenz von anderen Zeichen od. dgl. an. Falls die Abtastzeit aus der '° »Auger.--öffnung herauskommt, treten viele Kodefehler auf. Um dies zu vermeiden, wird die Taktinformation üblicherweise in irgendeiner Form von der Sendeseite der übertragungsleitung zusammen mit dem Mehrpegelsignal übertragen. An der Empfangsseile der Leitung wird die ausgesandte Taktinformation herausgenommen, um die Abtastzeit zu bestimmen. Jedoch wird eine Abweichung der Abtastzeit durch eine Phasendrift eines Taktinformations-Extrahierkreises, durch eine Phasenverzerrung der ^ω übertragungsleitung, durch eine Interferenz mit Taktinformation durch Rauschen, durch Signalkomponenten od. dgl., verursacht.

F i g. 3 zeig: eine beispielhafte Ausführungsform eine- Schaltungsaufbaus zum Korrigieren der Abweichung der Abtastzeit, weiche die Tatsache ausnüi2l, daß die Abweichung in der Abtastzeit eine relativ -.nge Periode ist, wie vorstehend beschrieben wurde.

Des weiteren wird eine solche Abweichung in der Abtastzeit eines vorangehend empfangenen Signals bestimmt, und die Abtastung des nachfolgend empfangenen Signals wird entsprechend korrigiert.

In Fig. 3 ist 1 eine Sendestation, 2 ein binärer Mehrpegelunisctzkrcis zum Umsetzen eines digitalen Signals in ein Mehrpegelsignal, 3 ein Pufferregister zum Einsetzen eines Bezugspegelsignals in das Mehrpegelsignal mit einer vorbestimmten Periode, 4 ein Taktkreis, 5 ein Bezugspegelsignal-Einsctzkreis zum Steuern des Pufferregisters 3, 6 eine Signalübertraguncslciuing, 7 eine Empfangsstation, 8 ein fester oder automatische! F.ntzerrer, 9 ein Mehrpegeldckodierkreis, 10 ein Detektorkreis zum Bestimmen einer Abweichung in der Abtastzeit, 11 ein Phasenstcuerkreis, 12 ein Abtastkreis und h 0 bis h η empfangene und dekodierte Ausgangssignale der binären Zahl der η Bits oder /1 ^; 1 Bits.

In der Sendestation 1 setzt der binäre Mehrpegelumsctzkreis 2 ein auszusendendes digitales Signai in ein Mchrpegelsignnl unter der Steuerung des Taktkreises 4 um. Der binäre Mehrpcgelumsetzkreis 2 arbeitet auf dem Prinzip, daß er parallel eine Mehrzahl von Bits empfängt, welche die Pegel des Mehrpegelsignals darstellen, und einen analogen Impuls mit dazu entsprechenden Pegeln ableitet. Dann wird das so erhaltene Mehrpegelimpulssignal in das Pufferregister 3 geschrieben, in dem das Bezugspegclsignal in das Mehipegelimpulssignal mit einer vorbestimmten Periode unter der Steuerung des Steuerkreises 5 eingesetzt wird, wie dies später beschrieben wird. Somit n-ird ein zusammengesetztes Signal, wie in F i g. 1 A gezeigt ist, an die Übertragungsleitung 6 angelegt.

Bei der beschriebenen Schaltungsanordnung wird es bevorzugt, das Bezugspegelsignal RLS in das Mehrpegelsignal mit einer vorbestimmten Periode T für die Übertragung des Mehrpegelsignals einzusetzen. Wenn jedoch die genauen Pegel des auszusendenden Mehrpegelsignals auf der Empfangsseite dekodiert werden können, ist es auch möglich, eine Methode anzuwenden, die nicht ein Einsetzen des Bezugspegelsignals RLS erfordert.

Für eine wirksame Übertragung des Mehrpegelsignals wird eine geeignete Modulation, z. B. eine Amplitudenmodulation des Restseitenbandes, manchmal gemäß den Eigenschaften der Übertragungsleitung 6 ausgeführt. Zur Erhöhung der Kodeübertragungseigenschaften wird auch eine geeignete Kodeumsetzung, wie z. B. eine Fehlerkorrekturkodierung oder eine Teilansprechumsetzung, manchmal an der Sendestation 1 ausgeführt, wie dies in Fig. 3 ve^ranschaulicht ist. Um des weiteren die erforderliche Bandbreite auf der Übertragungsleitung 6 zu verringern und den Einfluß von Rauschkomponenten in dem nicht notwendigen Band zu vermeiden, wird das Mehrpegelsignal üblicherweise einer sogenannten Nyquist-Formung ausgesetzt, so daß die Pegel des Mehrpegelsignals einander in rechten Winkeln an Punkten von ganzzahügen Vielfachen ihrer Grundwiederholfrequenz kreuzen.

Auf jeden Fall wird die Wellenform, die von der Empfangsstation 7 empfangen wird, einer Pegelschwankung ausgesetzt und ihr »Augen«-Muster wird üblicherweise verschlechtert im Vergleich zu dem in den F i g. 2 A oder 2 B dargestellten Muster. Das empfangene Signal wird zu den Zeiten abgetastet, die mit rö, r+1 und t — l in den Fig.2 A und 2 B bezeichnet sind, und ihre Pegel werden dekc-

diert, um Signale b O bis b η zu erzeugen.

Nach F i g. 3 wird das empfangene Signal zuerst durch den festen oder automatischen Entzerrer 8 entzerrt, um die Zwischenzeicheninterferenz zu entfernen, die von einer linearen Verzerrung der übertragungsleitung 6 herrührt. Der Entzerrer 8 kann ein automatischer Entzerrer sein, wie er z.B. in BSTJ, Februar 1966, S. 255 bis 286 beschrieben ist. Der automatische Entzerrer 8 ist so aufgebaut, daß auf der Grundlage der Polaritäten des empfangenen Signals und eines benachbarten empfangenen Signals und der Polarität eines Fühlers des empfangenen Signals von seinem vorbestimmten Pegel aufeinanderfolgend empfangene Signale korrigiert werden, um davon die Zwischenzeicheninterferenz zu cnlfernen. Somit führt der automatische Entzerrer 8 automatisch eine Kompensation für die zwischenzciclicninterferenz aus. Das Signal, von dem die Zwischenzeicheninterferenz durch den Entzerrer 8 entfernt worden ist, wird durch den Abtastkreis 12 abgetastet und dem Mehrpegeldekodicrkreis zugeführt, der die Ausgangsssignalc b 0 bis bn erzeugt. Die Abtastzeit in dem Abtastkreis 12 wird durch den Phasensteuerkreis 11 eingestellt.

Die Schaltung der F i g. 3 zeigt den Fall, bei dem das Bezugspegelsignal RLS einen Pegel aufweist, der in das Mehrpegelsignal eingesetzt ist. In diesem Falle wird die binäre Ziffer der am meisten geltenden Ziffer bO dem Ditektorkrcis 10 zugeführt, um eine Abweichung der Abtastzeit zu bestimmen und den Phasenstenerkreis 11 in einer Weise einzustellen, die später unier Bezugnahme auf 1- i g. 7 beschrieben wird.

Fig. 4 und 5 zeigen die Prinzipien des Betriebs und des Aufbaus des Pufferregisters 3 und des Steuerkreises 5, der in Fig. 3 gezeigt ist. In Fi g. 4 und 5 bezeichnet RLS ein Bezugspegelsignal mit z. B. einem Pegel, das in ein Mehrpegelsignal nach der Erfindung eingesetzt werden soll, MLS das zu übertragende Mehrpegelsignal, CLK ein Taktsignal, T eine gewünschte Zeitperiode, m eine gewünschte gerade Zahl, 14 einen (»i + l)-Ringzähler, 16 und 18 UND-Torkreise und 20 einen UND-Torkreis mit einem NICHT-Eingang. Das Mehrpegelsignal MLS mit acht Pegeln, das von dem in F i g. 3 gezeigten binären Mehrpegelumsetzkreis2 abgeleitet ist, wird in das Pufferregister 3 über den UND-Torkreis 16 durch ein Taktsignal CLK(TIm) mit einem Wiederholzyklus TIm geschrieben. Es werden nämlich m Signale MLS in das Pufferregister 3 innerhalb der Zeit T geschrieben. Dann werden die auf diese Weise in das Pufferregister 3 geschriebenen m Signale MLS über einen ODER-Torkreis 22 durch Steuern des UND-Torkreises 18 mit einem Taktsignal CLK(JI m + 1) und mit einem Wiederholzyklus Tlm+1 gelesen, mit der Ausnahme der Zeit, wenn der übertrag des Ringzählers 14 ausgeführt wird. Folglich wird das Lesen des Mehrpegelsignals für eine Zeitperiode TIm +1 einmal während des Übertrages des Ringzählers 14 in der Zeit T unterbrochen, während welcher das Bezugspegelsignal ALS mit einem Pegel über den eingeschalteten UND-Torkreis 18 und den ODER-Torkreis 22 ausgesandt wird.

F i g. 6 ist eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Bestimmung der Abweichung der Abtastzeit nach der Erfindung. In der Darstellung der Jf ig. 6 stellen die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalpegel dar. Sg 1A bezeichnet ein Signal mit dem Pegel L 7 in dem Zeitspalt / +1 und

SgIß bezeichnet ein Signal mit dem Pegel L5 in dem Zeilspalt t—l. Im allgemeinen haben die Pegel der Signale SgIA und SgIB eine geringe Beziehung zu den Pegeln anderer Signale und sind zufällig.

Das empfangene, durch den Entzerrer 8 entzerrte Signal tritt in dem Zeitspalt ί 0 als die Summe der Interferenzkomponenten von den Signalen Sg 1A und SgIß auf, und die Signalkomponenten von den anderen Zeitspalten werden der Nyquist-Formung derart ausgesetzt, daß sie einander in rechten Winkeln bei den genauen Abtastpunkten bei r + 1, /0 und /—1 kreuzen. Wenn demgemäß das Bezugspegelsignal RLS in der genauen Phase /0 abgetastet wird, wird es nicht durch die Signale Sg 1 A und Sg 1 Π beeinflußt, die diesem vorangehen und folgen, und der Pegel des Bezugspegel?ignals liegt genau bei dem Pegel Lief. In diesem Fall wird erwartet, daß die Frequenzen der binären Ziffer der am meisten geltenden Ziffer, die als »1« oder »0« bestimmt wird, im wesentlichen einander gleich werden.

Wenn andererseits die Phase des Abtastin;pulses auf/0 + /l vorgeschoben wird, hat der empfangene Wert des Bezugspegelsignals RLS die Summe der Pegelfehler el und el unter dem Einfluß der vorangehenden und der nachfolgenden Signale Sg 1 A und SgIB. Der Pegelfehler el hat eine enge Beziehung zu einer Pegeldifferenz (Ll-Lref) zwischen dem vorangehenden Signal Sg IA und dem Bezugspegelsignal RLS und der Pegelfehler el hat eine enge Behung zu einer Pegeldifferenz (L 5-Lref) zwischen dem folgenden Signal Sg 1 B und dem Bezugspcgelsignal RLS.

Da die Signale Sg IA und Sg IB zufällige Pegelwerte haben, können sie entsprechend positive oder negative Pegel in bezug auf den Pegel Lref aufweisen. Der Wert der Summe e der Pegelfehler e\ und el kann deshalb verschiedene Muster entsprechend den Polaritäten der Signale Sg IA und Sg 1 B haben. Im allgemeinen kann jedoch, wenigstens wenn die Polarität des Pegelfehlers e eine positive Beziehung zu der Pegeldifferenz zwischen dem Signal Sg 1A und dem Bezugspegelsignal RLS, d. h. L 7-Lref bei dem dargestellten Beispiel, oder wenn die Polarität des Pegelfehlers e eine negative Beziehung zu der Pegeldifferenz zwischen dem Signal SgIB und dem Bezugspegelsignal RLS, d. h. L 5-Lref bei dem dargestellten Beispiel, hat. angenommen werden, daß die Phase des Abtastimpulses zu weit zu der Zeit/ + J vorgeschoben worden ist. Des weiteren, wenn wenigstens die Polarität des Fehlers e eine negative Beziehung zu der Pegeldifferenz L 7-Lref oder eine positive Beziehung zu L 5-Lref hat, kann angenommen werden, daß die Phase des Abtastimpulses bis zu der Zeit 10 — Δ verzögert worden ist. Insbesondere wenn der Pegel des Bezugspegelsignals RLS so gewählt wird, daß er der dargestellte Pegel Lref ist, können der Pegelfehlere und ein Signal der Pegeldifferenz zwischen den Signalen SgIA und SgIB und dem Bezugspegelsignal RLS oder einem Signal, das für die Polarität der Pegeldifferenz kennzeichnend ist, bestimmt werden, indem die binäre Ziffer der am meisten geltenden Ziffer so, wie sie ist, verwendet wird. Die voranstehend erwähnten Beziehungen können mit einem einzelnen logischen Kreis, wie z.B. einem exklusiven ODER-Kreis, erhalten werden.

Zusätzlich zu der obigen Übertragung des Mehrpegelsignals mit dem darin eingesetzten Bezugspegelsignal eines vorbestimmten Pegels wird eine kurze Be-

Schreibung in Verbindung mit dem Falle gegeben, bei dem die Abweichung der Abtastzeit bestimmt wird, indem das Mehrpegelsignal selbst verwendet wird. In diesem Fall hat das Mehrpegelsignal einen der Pegel LO bis L 7, wie in Fig. 6 angegeben ist. Wenn z.B. eine Ziffer6 3 mit geringerer Wertigkeit berücksichtigt wird, d.h. die Ziffer b7> ist von geringerer Wertigkeit als die Ziffer!? 2 bei dem dargestellten Beispiel, liegt einer der Pegel L 0 bis L 7 an dem Ubergangspunkt der binären Ziffer in der Ziffer 6 3. Demgemäß kann die Abweichung der Abtastzeit mit dem Mehrpegelsignal bestimmt werden, indem die binäre Ziffer der Stellung b 3 zum Auffinden de* Fehlers e ausgenutzt wird. Des weiteren kann die Differenz des Pegels zwischen diesem Signal und i> einem benachbarten Signal oder der Polarität der Pegeldifferenz durch die Kombination mit der Ziffer/; 3 einer gewünschten Ziffer mit größerer Wertigkeit als diese bestimmt werden. In dem Falle des Bezugspegelsignals mit mehr als zwei Pegeln wird der Pegelfehler oder das Pegelfehlersignal in einer Weise bestimmt, die dem Verfahren gleichartig ist, das die Stellung b 3 verwendet.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Schaltungsaufbaus zum Korrigieren der Abweichung der Abtastzeit, wenn das Bezi gspegelsignal RLS einen Pegel Lref (F i g. 6) aufweist. In F i g. 7 sind gleichartige Elemente wie in F i g. 3 mit denselben Bezugszeichen versehen. 24. 26 und 32 sind Verzögerungskreise zum Erzeugen einer Verzögerung der Zeit T, 28 und 30 sind exklusive ODER-Kreise, 34 und 36 sind NAND-Torkreis ■·, 40 ist ein Tiefpaßfilter, um ein Eingangssignal auf einen Mittelwert zu bringen, und CLK(T) ist ein Taktsignal mit einer Periode gleich T des Bezugspegelsignals RLS.

Das Signal, das durch den Entzerrer 8 entzerrt worden ist, s. Fi g. 3, um die Zwischenzeicheninterferenz davon in der Empfangsstation 7 zu entfernen, wird durch den Abtastkreis 12 abgetastet, und der abgetastete Pegel wird durch den Mehrpegeldekodierkreis 9 in eine binäre Zahl von η Bits (f>0 bis b η — 1) oder η +1 Bits (6 9 bis b n) dekodiert. Die am meisten geltende Ziffer b 0 stellt den Pegel e des Bezugspegelsignals RLS des Pegels Lref und gleichzeitig die Differenz des Pegels zwischen dem benachbarten Mehrpegelsignal MLS und dem Bezugspegelsignal RLS und der Polarität der Pegeldifferenz dar. Die am meisten geltende Ziffer i>0 wird durch die Verzögerungskreise 24 und 26 verzögert und dann den exklusiven ODER-Kreisen 28 und 30 zugeführt. Wenn die am meisten geltende Ziffer b 0 des Bezugspegelsignals RLS, welche die Pegeldifferenz darstellt, an dem Verbindungspunkt der Verzögerungskreise 24 und 26 auftritt, ist die am meisten geltende Ziffer b 0 des Signals Sg 1A an dem Ausgangsende des Verzögerungskreises 26 vorhanden, und die am meisten geltende Ziffer 6 0 des Signals Sg IB tritt an dem Eingangsende des Verzögemngskreises 24 auf. Das Taktsignal CLK(T), das mit dem Bezugspegelsignal RLS synchronisiert ist, ist am Ausgangsende des Verzögemngskreises 32 vorhanden. Folglich leitet bei dem Beispiel der F i g. 6 der NAND-Torkreis 34 ein Ausgangssignal

[(Ll - Lref) · e + (Ll - Lref) ■ e] ■ CLK(T)

ab, um den Flip-Flop-Kreis 38 einzustellen, wenn (L 1-Lref) und e zusammenfallen. Wenn nämlich (L T-Lrefi und e eine positive Beziehung zueinander haben, wird der Flip-Flop-Krcis 38 eingestellt. Währenddessen erzeur-t der NAND-Torkreis 36 ein Ausgangssignal

35 [(L 5 - Lref) ■ e + (L 5 - Lref) ■ e] ■ CLK (T),

um den Flip-Flop-Kreis 38 einzustellen, wenn (L 5- Lref) und e zusammenfallen. Wenn nämlich (L 5- Lrcf) und e eine positive Wechselbeziehung zueinander haben, wird der Flip-Flop-Kreis 38 zurückgestellt.

Das Ausgangssignal des Flip-Flop-Kreises 38 wird durch das Tiefpaßfilter 40 gcmittcK und dem Phasensteuerkreis 11 zugeführt, der später im Zusammenhang mit F i g. 8 beschrieben wird, um die Phase des Abtastimpulses des Abtastkreises 12 7.11 steuern.

Das Taktsignal CLK(T) kann auf folgende Weise erzeugt werden. Auf der Tatsache, daß das Bezugspegelsignal RLS eine geringe Wechselbeziehung zu dem anderen Mehrpegclsignal hat, d. h. der Tatsache, daß die Pegel des Mehrpegeisignais zufällig sind, kann nämlich die reguläre Phase des Signals 6 0, das mit dem Bezugspegclsignal RLS zusammenfällt, ausgenutzt werden, um diese mit Einrichtungen, die einem Rahmensynchroiiisierkreis eines PCM-Systems gleichartig sind, aufzusuchen, ihr zu folgen und sie zu bestimmen.

In Fig. 8 ist eine beispielhafte Ausführungsform des Aufbaus des Phasensteuerkreises 11, der in Fig. 7 dargestellt ist, gezeigt, in dem ein Brückenkreis mit einem Widerstand R und einer variablen Kapazitätsdiode C gebildet ist. Vom Ausgang des Tiefpaßfilters 40 wird eine Gleichspannung über eine Drosselspule L beiden Enden der Diode C mit variabler Kapazität zugeführt, um deren Kapazität zu ändern. Als Ergebnis davon wird ein über einen Kondensator CO abgeleitetes Signal eine Sinuswelle und die Phase einer Sinuswclle, die an den Eingang angelegt ist, ist gesteuert worden. Des weiteren steuert das Ausgangssignal die Abtastzeit des Abtastkreises 12.

Fig.9 zeigt ein Beispiel des Mehrpegeldekodierkreises 9, der in F i g. 7 gezeigt ist. 42 ist ein Komparatorkreis zum Vergleichen des Pegels ei.ies Eingangssignals mit einem vorbestimmten Pegel, 44 ist ein Kreis zum Umsetzen eines binären Reihensignals in ein paralleles Signal, 46 ist ein Speicherkreis, wie ein Flip-Flop-Kreis zum Speichern der Signale 60 bis 6/1 —1, 48 ist ein Schalterantriebskreis zum Steuern eines Schaltkreises 50 in Übereinstimmung mit dem Ausgang des Speicherkreises 46, 50 ist ein Schaltkreis zum Zuführen eines konstanten Stromes an einen Bewertungswiderstandkreis 52, der durch den Schaltkreis 50 gesteuert ist, und 54 ist ein Taktkreis.

Der Mehrpegeldekodierkreis9, der in Fig.9 dargestellt ist, ist ein Rückkopplungskodierer, dessen Wirkungsweise kurz beschrieben wird. Der Komparatorkreis42 hat einen Vergltichsbezugspunkt, wie er in F i g. 6 gezeigt ist. Zuerst wird der Vergleichsbezugspunkt ausgewählt, damit er an dem Ubergangspunkt der binären Ziffer in der am meisten geltenden Ziffer ist, wie durch »*« angezeigt ist Wenn dem Komparatorkreis 42 ein Eingangssignal zugeführt wird, erzeugt dieser einen Ausgang »1« oder »0« in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Einpangssignals oberhalb oder unterhalb des vorher erwähnten Verglcichsbezugspunktes s*« ist. Wenn nun der Eingangssignalpegel bei L 5 liegt, wie dies in F i g. 6 gezeigt wird, erzeugt der Komparatorkreis 42

den Ausgang »1« in dem obigen Falle. Der Ausgang »1« der am meisten geltenden Ziffer wird in der Form von »1« als das Signal bO von dem Ums^tzkreis 44 abgeleitet und der Ausgang »1« wird in dem Speicherkreis 46 gespeichert. Der Spcicherkrc'.s 46 steuert den Bewertungswiderstandskreis 52 über den Schalterantriebskrcis 48 und den Schaltkreis 50. Als Ergebnis davon wird der Vergleichsbczugspunkt des Komparatorkreises 42 um die Hälfte des Pegels der am meisten geltenden Ziffer angehoben, um an dem Übergangspunkt der binären Ziffer, der mit »*2« bezeichnet ist, in der zweiten Stellung eingestellt zu werden, wie in F i g. 6 gezeigt ist. Dann wird das Eingangssignal ries vorher erwähnten Pegels /. 5 mit dem Veraleichs'jezugspunkt verglichen, der wie oben beschrieben eingestellt worden ist, um einen Ausgang »0« als das Signal b 1 zu erzeugen. Mit dem Ausgang »0c wird der Vergleichsbezugspunkt des Komparatorkreises 42 um die Hälfte des Pegels der zweiten Stellung verringert, um an dem funkt »3*« in Fig. 6 in d».r oben beschriebenen Weise eingestellt zu werden. Dann wird das Eingangssignal des Pegels L 5 im Vergleich mit dem Vergleichsbczngspunkt oben eingestellt, um einen Ausgang »1« als das Signal/) 2 zu erzeugen. Danach werden die weniger geltenden Bits aufeinanderfolgend bestimmt. In dem Falle der Korrektur der Abweichung der Abtastzeit mit dem Signal der acht Pegel wird eine Bestimmung unten bis zu der vierten Ziffer b 3 ausgeführt, um Ausgange entsprechend zu erzeugen.

Da der Pegel Lref des Bczugspcgelsignnls RLS ausgewählt wird, wie in F i g. 6 gezeigt ist. können Änderungen des Pegels des empfangenen Bczugspegelsignals direkt mit der binären Ziffer des Signais h 0 bestimmt werden. Der Pegel ist jedoch nicht speziell auf die erste Ziffer beschränkt, sondern kann auch an dem Übergangspunkt der binären Ziffer in irgendeiner gewünschten Stellung ausgewählt werden. In diesem Falle werden die binären Ziffern der ausgewählten Stellung und einer mehr geltenden Stellung zum Korrigieren der Abtastzeit verwendet.

Fig. 10 zeigt eine Detektoreinheit 10,4, die dem Abtastzeit-Abweichungsdetektorkreis 10 der F i g. 7 gleichartig ist, die in dem Falle verwendet wird, in dem das Bezugspegelsignal RLS zwei Pegel hat, wie in Fig. 2B gezeigt ist. In Fig. 10 bezeichnen 60, 62, 68, 78. 80 und 90 Verzögemngskreise zum Erzeugen einer Verzögerunsszeit T, 64, 66, 82 und 84 exklusive ODER-Kreise, 56, 70, 72. 86 und 88 UND-Torkrcise und 58, 74 und 76 ODER-Torkreise. In dem Falle der Fig. 2 B kann der Fehler des Pegels von dem Pegel LrefO mit den binären Ziffern der am meisten geltenden Stellung 6 0 und einer unmittelbar weniger geltenden Stellung b 1 bestimmt werden. Wenn der Pegelfehler positiv ist, sind die binären Ziffern der Stellungen b 0 und b 1 jeweils »0« und »1«, und wenn der Fehler negativ ist. sind die binären Ziffern der Stellungen b 0 und b 1 jeweils »0« und »0«. Wenn der Pegelfehler von dem Pegel Lref 1 positiv ist, sind die binären Ziffern der Stellung b 0 und b 1 jeweils »1« und »1«, und wenn der Fehler negativ ist, sind die binären Ziffern jeweils »1« und »0«.

Der in Fig. 10 gezeigte UND-Torkreis 56 bestimmt den Zustand der binären Ziffern der Stellungenb0 und bl. die jeweils »1« und si« sind, d.h. den Zustand des Pegelfehlers, der relativ zu dem Pe

gel Lref I positiv ist. Während der ODER-Torkreis 58 die Zeit bestimmt, wenn wenigstens eine der Stellungen /) 0 und /'J «1« ist, ist er jedoch nur wirksam, wenn er mit einem Signal 50 über den Verzögerungskrpis 90 versorgt wird, so daß der ODER-Torkreis 58 betrachtet werden kann, als ob er den Zustand des Pegelfehlers bestimmt, der relativ zu dem Pegel LrefO positiv ist. In dem Falle der Zustände »1« und >>1« arbeiten die Verzögemngskreise 60, 62 und 68 und die exklusiven ODER-Kreise 64 und 66 in derselben Weise, wie dies oben im Zusammenhang mit F ig. 7 beschrieben ist. Des «eiteren arbeiten in dem Falle der Zustände »0« und »I« die Verzöeerungskreise 78, 80 und 90 und die exklusiven ODER-Kreise 82 und 84 in derselben Weise, und der ODER-Torkreis 74 stellt den Flip-Flop-Kreis 38 ein, wie in F i g. 7 gezeigt, und der ODER-Torkreis 76 stellt den Flip-Flop-Kreis 38 zurück. Die anderen Vorgänge ergeben sich aus der vorangehenden Beschrcibunc im Zusammenhang mit den F i ?_ 7 und 10."

Bei der Erfindung wird in dem Falle, bei d-'m die Abweichung der Abtastzeil durch ein vorangehend empfangenes Mchrpegelsignal ohne ein Einsetzen des Be7.ugspegelsignals RLS bestimmt wird, um die Abtastzeit eines nachfolgend empfangenen Signals zu steuern, d. h. in dem Falle, bei dem ein Pegclfehler bestimmt wird, in dem die weniger als die Ziffer b 2 geltende Ziffer/) 3 verwendet wird, und ein Pegeldifferenzsignal oder ein Pegeldifferenzpolaritätssignal bestimmt wird, in dem die binären Ziffern der Stellung b 3 und einer mehr geltenden Stellung verwendet werden, der Detektorkreis 10 zum Bestimmen der Abweichung der Abtastzeit komplizierter, als das in Fig. 10 gezeigt ist, jedoch kann ein solcher Aufbau aus der Darstellung in Fig. 10 abgeleitet werden.

Wie vorangehend beschrieben worden ist, wird bei der Erfindung die Abweichung der Abtaslzeit des vorangehend empfangenen Signals bestimmt, um die Abtastzeit des nachfolgend empfangenen Signals auf der Basis der Tatsache zu korrigieren, daß die Abweichung der Abtastzeit auf Grund der Phasenverzerrung od. dgl. der Übertragungsleitung n.crklich gering isl, so daß ein Vorteil der Erfindung drtrin besteht, daß eine genaue Abtastung immer als Ganzes erreicht werden kann.

Mit dem Verfahren des Einsetzens des Bezugspegelsignals RLS eines vorbestimmten Pegels in das Mehrpegelsignal MLS mit einer vorbestimmten Periode T, auch wenn das »Augen«-Muster wesentlich verschlechtert worden ist, kann die Abweichung der Abtastzeit genaugehalten werden, wodurch das Auftreten eines Dekodierfehlers wesentlich verringert wird. In dem Falle des Verfahrens des Einsetzens des Bezugspegelsignals RLS in das Mehrpegelsignal MLS wird das Einsetzen des Bezugspegelsignals für eine vorbestimmte Zeitperiode ausgeführt, indem die Zeitdifferenz zwischen dem Schreiben des Signals in dem Pufferregister und dem Ablesen davon ausgenutzt wird, so daß der vorbestimmte Zweck durch relativ einfache Einrichtungen erhalten werden kann. Da des weiteren der Pegelfehler und das Pegeldifferenzsignal oder das Pegeldifferenzpolaritätssignal mit der binären Ziffer einer vorbestimmten Stellung einer dekodierten binären Zahl bestimmt werden, sind diese Bestimmungen sehr leicht.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mehrpegelsignalübertragungssystem, mit folgenden Baugruppen:

Auf der Senderseite einen Kreis zur Umsepung der binären Eingangssignale in Mehrpegelsignale und eine Einrichtung zum Einsetzen von Bezugssignalen und .
auf der Empfängerseite eingangsseitig einen Entzerrer, eine Einrichtung zum Extrahieren der Bezugssignale, von denen eines zur Taktsteuerung dient, und einen Mehrpegeldekodierkreis, der die Mehrpegelsignale in mehrziffrige binäre Ausgangssignale umformt, gekennzeichnet durch die Verbindung folgender Merkmale:

A) Auf der Senderseite ist dem Umsetzkreis (2), der das binäre Eingangssignal mit Hilfe eines Taktkreises (4) in das Mehrpegelsignal (MLSf umsetzt, ein Pufferregister (3) nachgeschaltet, in das das Mehrpegeisigna! (MLS) mit dem ihm eigenen Takt (T/m) eingespeichert und mit einem beschleunigten Takt (T/m+1) periodisch ausgespeichert wird, und in dem in die dadurch entstandenen Lücken im Mehrpegelsignal (MLS) über eine Torschaltung (18; F i g. 5) ein Bezugssignal mit einem (Lref) oder zwei (LrefO, Lref I) diskreten Pegeln (Bezugssignal) (RLS) eingesetzt wird;

B) auf der Empfängerseite ist zwischen dem Entzerrer £3), der die Zwischenzeicheninterferenzsignale in an sich bekannter Weise entfernt, und den Mehrpegeldekodierkreis (9) ein Abtastkreis (12) gesehnt«, dessen zeitliche Abtastabweichungen durch einen Phasensteuerkreis (11) korrigiert werden und dessen Steuerkreis ein Tiefpaßfilter (40; F i g. 7) vorgeschaltet ist, und