DE2221146C3

DE2221146C3 - Schaltungsanordnung zum Übertragen eines Mehrpegelsignalzuges mit darin eingesetzten Pilotsignalen

Info

Publication number: DE2221146C3
Application number: DE2221146A
Authority: DE
Inventors: Shoji Dipl.-Ing. Tokio Hagiwara; Hajime Dipl.-Ing. Tokio Yamamoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-04-28
Publication date: 1983-06-09
Also published as: JPS5034367B1; DE2221146B2; DE2221146A1; US3733550A

Description

A) Auf der Senderseite ist

a) zwischen dem Umsetzkreis (2) der binären Eingangssignale in Mehrpegelsignale (MLS) und der Einrichtung (7) zum Einsetzen der Pilotsignale (Ti, h) ein Pufferregister (3) und ein Filter (6) geschaltet;

b) in dem Pufferregistsr (3), in das das Mehrpegelsignal (MLS) mit dem ihm eigenen Takt (T/m) eingespeichert und mit einem beschleunigten Takt (T/m + 1) periodisch aufgespeichert wird, wird in die dadurch entstandenen Lücken im Mehrpegelsignal (MLS) über eine Tors, ,laltung (16; F i g. 6) ein Bezugssignal mit zwei diskreten Pegeln (binäres Bezugspegelsignal ALS mit L refO und L ref\) eingesetzt, die so gewählt werden, daß sie dem oberen bzw. unteren Übergangspunkt der Binärziffer (b 1) mit der zweithöchsten Wertigkeit entsprechen;

c) die Wiederholfrequenz des binären Bezugspegelsignals (RLS) wird ungleich der Hälfte der Wiederholfrequenz des Mehrpegelsignals (MLS) gewähh;

d) die Frequenz des einen Pilotsignals (f\) wird gleich Null und die Frequenz des anderen als Taktsignal dienenden Pilotsignals (Tj) wird gleich /s/2 gewählt, wobei f, die Wiederholfrequenz des Mehrpegelsignals (MLS)xsv,

e) die Charakteristik des Filters (6) ist so gewählt, daß die Pilotsignalfrequenzen (f\, /j) und die diesen benachbarten Frequenzkomponenten des Mehrpegelsignals (MLS) unterdrückt werden;

B) auf der Empfängerseite ist

a) zwischen den Entzerrer 10, der die Zwischenzeicheninterferenzen in an sich bekannter Weise entfernt, und den Mehrpegeidekodierkreis (11) ein Differenzverstärker (12) geschaltet, dem einerseits das entzerrte Empfangssignal und andererseits ein Korrektursignal zugeleitet wird;

b) das Korrektursignal wird aus der Binärziffer (b 1) mit der zweithöchsten Wertigkeit dadurch gewonnen, daß die betreffende Binärziffer (b 1) parallel zwei Demodulator (24,26; F i g, 7) für die Pilotsignale /i bzw. h zugeführt wird, deren Ausgangssignale in den Empfangszeiten des binären Bezugspegelsignals (RLS) über Tore (28 bzw. 30) abgetastet und über Filter (32 bzw. 34) an von den Pilotsignalen /J und h gesteuerten Modulatoren (36 bzw. 38) liegen, deren Ausgänge zusammengeführt sind.

Für eine wirksame Übertragung eines digitalen

Signals unter Verwendung einer Übertragungsleitung relativ hoher Übertragungsleistung wird das Signal üblicherweise in Form eines Mehrpegelsignals für die Verringerung der für die Übertragung notwendigen Bandbreite ausgesandt. In diesem Falle ist es möglich, daß ein

Übertragungsimpuls einen der vorbestimmten ρ Amplitudenwerte hat, und dies bedeutet, daß eine Information vom logzP Bits mit einem Impuls ausgesandt werden kann.

Das Mehrpegelsignal-Übertragungssystem erfordert

eine genaue Übertragung der Impulsamplitude auf Kosten der Verringerung der für die Signalübertragung notwendigen Bandbreite, stößt aber auf viele technische Schwierigkeiten bei der korrekten Übertragung der Impulsamplitude mit einem Anstieg der Zahl ρ der Pegel des Mehrpegelsignals.

Im allgemeinen wird bei dieser Art der Mehrpegelsignal-Übertragung das empfangene Signal zu einer genauen Abtastzeit abgetastet, und der dadurch abgetastete, empfangene Pegel wird durch einen Mehrpegel-

dekodierkreis an der Empfangsseite der Übertragungsleitung dekodiert. Zu diesem Zweck ist eine Einrichtung an der Sendeseite der Leitung vorgesehen, um ein Taktsteuersignal in das Mehrpegelsignal einzusetzen, um eine genaue Abtaststellung oder -zeit an der Empfangssei- te der Leitung zu bestimmen Des ν iiteren wird bei der Übertragungsleitung eine geeignete Modulation, z. B. eine Restseitenbandamplitudenmoduiation, ausgeführt. Bei diesem besonderen Beispiel wird das Mehrpegelsignal ausgesandt, nachdem darin ein Signal zum Repro- duzieren eines Demodulierträgers auf der Empfangsseite der Übertragungsleitung eingesetzt ist.

Ein solches Taktsteuersignal und ein Signal zum Reproduzieren des Demodulierträgers werden hier aligemein als Pilotsignal bezeichnet Wenn das Frequenz- spektrum des zu übertragenden Mehrpegelsignals in der Nachbarschaft des Pilotsignals vorhanden ist, besteht eine Möglichkeit, daß die Mehrpegelsignalkomponente, wenn das Pilotsignal an der Empfangsseite der Leitung herausgenommen wird, in dem herausgezogenen Pilot signal gemischt ist, was die Reinheit des Pilotsignals zerstört und eine genaue Bestimmung des zu übertragenden Mehrpegelsignals schwierig, wenn nicht unmöglich macht. Um dies zu vermeiden, ist es in dem Fall der Aussendung des Mehrpegelsignals zusammen mit dem Pilotsignal beim Stand der Technik üblich, die Frequenzkomponenten des Mehrpegelsignals in der Nähe der Frequenzkomponenten des Pilotsignals zu entfernen.

In diesem Falle ist ein genaues Herausnehmen des Pilotsignals sichergestellt, das an der Empfangsseite der Übertragungsleitung stattfindet, jedoch werden auch besondere Frequenzkomponenten vor, dem Mehrpegelsignal entfernt, was eine Wellenformverzerrung in das Mehrpegelsignal auf Grund der Entfernunß der be-

sonderen Frequenzkon;ponenten einführt

Üblicherweise ist in dem Falle der Berücksichtigung des Mehrpegelsignalzugs in dem Basisband das Signa) zum Reproduzieren eines Demoduüerträgers ein Signal einer Komponente mit der Frequenz Null im Basisband, s Deshalb wird in dem Falle des Einsetzens des Pilotsignals zum Reproduzieren des Demodulierträgers die Gleichstromkomponente aus dem Mehrpegelsignalzug entfernt, so daß der Nullpegel des empfangenen Mehrpegelsignals an der Empfangsseite veranlaßt wird, auf ι ο Grund der Gleichstromdrift zu schwanken. In dem Falle des Taktsteuersignals wird eine Komponente entfernt, um eine: Wellenformverzerrung eines Zyklus von etwa der halben Wiederholfrequenz einzuführen. Diese Schwankungen verursachen eine ungenaue Dekodierung des Pegels des empfangenen Mehrpegelsignals.

Es ist auch bekannt, zusätzliche Signale zu Obertragen, indem eine Zeitraffung vorgenommen wird, die »Platz« b^w. »Lücken« für 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 Nutzinformation, z.B. Gesprächs'.'-anal-Signale. 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 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 Taktsteuening dient, und einen Mehrpegeldekodierkreis, der die Mehrpegejsignale in mehrziffrige binäre Ausgangssignale umformt, enthält (Nachrichtentechnisehe Fachberichte [NTF], Band 37, 1969, Seiten 224 bis 230).

Des weiteren ist es bekannt, ein Mehrpegelsignal mit einer Pilotfrequenz zu übertragen, siehe Elektronik-Zeitung 14, 1971, Heft 4, S. 4. Wenn bei einer solchen An-Ordnung das Aberlagerte Pilotsignal an der Empfangsseite ausgesondert wird, wird dieses immer durch die Frequenzkomponenten des Mehrpegelsignals beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Schaltungsanordnung zum Übertragen eines Mehrpegelsignalz'.iges mit wenigstens zwei darin eingesetzten Pilotsignalen besonderer Frequenzen über eine Übertragungsleitung mit einer Sendeeinrichtung und mit einer Empfangseinrichtung eine Verzerrung des Mehrpegelsignals trotz Anfiltern der dem Pilotsignal benachbarten Frequenzkomponenten zu vermeiden. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs I angegebenen Merkmale.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, daß die an der Empfangsseite ausgesonderten Pilotsignale durch die Frequenzkomponenten des Mehrpegelsignals weniger beeinflußt werden, wenn die Frequenzkomponenten des Mehrpegelsignals, die den besonderen Frequenzen der einzusetzenden Pilotsignale benachbart sind, vor dem Zeitpunkt der Überlagerung der Pilotsignale über das Mehrpegelsignal ausgesondert werden. In diesem Falle übt jedoch die vorangehende Aussonderung der Frequenzkomponenten einen Einfluß auf den Pegel des demodulierten Mehrpegelsignals aus. Um dies zu vermeiden, wird ein Signal mit einem vorbestimmten Bezugspegel in einen Mehrpegelsignalzug in regelmäßigen Intervallen eingesetzt. Dje Bezugspegelsignal wird an der Empfangsseite empfangen, um einen Fehler zwischen diesem Berufspegelsignal und einem vorbestimmten Pegel aufzufinden. Die Verzerrung des empfangenen Bezugspegelsignals wird so korrigiert, daß der aufgefundene Fehler auf Null reduziert wird.

Die Erfindung wird beispielhaft an Hand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig.IA und IB Darstellungen von Mehrpegelsignalen, die gemäß der Erfindung übertragen werden, insbesondere eines oktalen Signals mit einem darin eingesetzten binären Bezugspegelsignal und des durch eine Übertragungsleitung geglätteten Mehrpegelsignals,

Fig.2 eine Darstellung eines idealen »Augen«-Musters eines empfangenen oktalen Signals und der vorbestimmten Pegel des Bezugspegelsignals,

Fig.3 ein Blockschaltbild des Aufbaus des Mehrpegelsignal-Übertragungssystems in einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 4A bis 4D Diagramme zum Erläutern der Änderungen des Pegels des Bezugspegelsignals, wenn spezielle Freqoenzkomponentcn aus dem Bezugspegelsignal entfernt worden sind, um darin ftlotsignale einzusetzen,

Fig.5A und 5B Diagramme zum Erläutern des Einsetzens des Bezugspegelsinals in das Mehrpegeisignai an der Sendeseite der Übertragungsleitung,

Fig.C ein Schaltbild eines Bezugspegelsignal-Einsetzkreises zur Verwendung in dem in Fi g. 3 gezeigten System,

Fi g. 7 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels des Schaltungsaufbaus zum Korrigieren der Wellenformverzerrung auf der Sendeseite der Übertragungsleitung, der in dem System der F i g. 3 vorhanden ist, und Fi g. 8 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels in F i g. 3 und 7 veranschaulichten Mehrpegeldekodierkreises.

Für eine wirksame Übertragung eines digitalen Signals durch Verringerung der für die Übertragung notwendigen Bandbreite wird überlicherweise ein Signal in der Form eines Mehrpegelsignals ausgesandt F i g. 1 zeigt ein auszusendendes Mehrpegelsignal, z. B. ein Oktalsifrnal mit einem darin eingesetzten binären Bezugspegeisignal, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalamplitudenpegel darstellen. RLS zeigt das Bezugspegelsignal und MLS bezieht sich auf das auszusendende Mehrpegelsignal.

Das Bezugspegelsignal RLS mit zwei Pegeln wird in das Mehrpegeisignai MLS mit einer vorbestimmten Periode Γ eingesetzt. Wenn eine solche Wellenform, wie sie in F i g. 1A dargestellt ist, über eine Übertragungsleitung übertragen wird, wird sie durch die Bandbreitenverringerung entsprechend dem Nyquist^Theorem geglättet, wie in F i g. 1B gezeigt ist. Im allgemeinen wird die empfangene Wellenform durch Verzerrung der Übertragungsleitung deformiert.

Um die Möglichkeit der Dekodierung der Pegel des Mehrpegelsignals zu prüfen, wird eine Figur, die als »Augen«-Muster bezeichnet wird, verwendet Fig.2 zeigt ein »Augen«-Muster in einem idealen Zustand, wenn z. B. ein binär-s Bezugspegelsignal in ein oktales Signal gemäß der Erfindung eingesetzt worden ist, wobei die Abszisse die Zeit und die Ordinate den Signalamplitudenpegel darstellen. In Fig.2 bezeichnen LO bis L 7 die Pegel des Oktalsignals, Lre/0 und Lret 1 beziehen sich auf die beiden Pegel des Bezugspegelsignals und »Auge« bezeichne; die Augenöffnungen des Augenmusters. Unter der Annahme, daß das Bezugspegelsignal RLSzur Zeh f 0 empfangen wird, hat das zur Zeit

t+ 1 oder /- 1 vor oder nach <0 empfangene Mehrpegelsignal MLS einen gewünschten Pegel unter den Pegeln LO bis L 7. In einem Idealfall, bei dem die empfangenen Wellenformpegel unverändert bleiben, fallen die Pegel des empfangenen Signals mit den Pegeln LO bis Ul zu den Zeiten f+1 und t-1 und den Pegeln Lrefi und LrefO zur Zeit f 0 zusammen, die also in der Nähe von Pegelpunkten vorhanden sind, d. h. den oben mit »Augen«-Öffnungen bezeichneten Bereichen, wo keine empfangene Wellenform vorhanden ist. Die empfangenen Wellenformen liegen nur in den durch schräge Linien angezeichneten Bereichen.

Die Anwesenheit der »Augen«-Öffnungen ist unerläßlich für das Dekodieren der Pegel des ausgesandten Mehrpegelsignals aus den empfangenen Wellenformen. Ein Schwellenwertpegel wird nämlich an einem Zwischenpegel jeder »Augen«-Öffnung angeordnet, wodurch beurteilt wird, ob der Pegel der empfangenen Wellenform z. B. LO oder L 1 ist. An der rechten Seite

P i er ? Ut Hip Art Aufhaue Hpr ΡρσρΙ / Ω his / 7

talen Signals in ein Mehrpegelsignal, 3 ein Pufferregistcr zum Einsetzen des Bezugspegelsignals in das Mehrpegelsignal mit einer vorbestimmten Periode, 4 einen Taktkreis,5 einen Bezugspegelsignal-Einsetzsteuerkreis zum Steuern des Pufferregisters 3, 6 ein Filter zum Entfernen von Frequenzkomponenten in der Nachbarschaft der Pilotsignale, 7 einen Pilotsignaleinsetzkreis zum Einsetzen von Pilotsignalen der Frequenzen f\ und f2, 8 eine Signalübertragungsleitung, 9 eine Empfangsstation, 10 einen festen oder automatischen Entzerrer, 11 einen Mehrpegeldekodierkreis, 12 einen Differentialverstärker zum Korrigieren einer Wellenformverzerrung, 13 einen Krm zum Steuern der Wellenformverzerrung und 60 bis bn—\ empfangene und dekodierte Ausgangssignale in binärer Zahlenform von η Bits.

In der Sendestation 1 setzt der binäre Mehrpegelumsetzkreis 2 ein auszusendendes digitales Signal in ein Mehrpegelsignal unter der Steuerung des Taktkreises 4 um. Die Arbeitsweise des binären Mehrpegelumsetz-

on krpicpc 5 kann <;n hptrarhlpl wprrlpn Haß pinp Mphr7ahl

und der Pegel LrefO und Lrefi des Bezugspegelsignals gezeigt. Wenn die acht Pegel in der Form einer binären Zahl dargestellt sind, sind diese nämlich (000), (001), (010), (011), (100), (101), (110) und (111), und die Pegel Lrefl und LrefO des Bezugspegelsignals werden gewählt, damit sie an den Übergangspunkten der binären Ziffer in einer gewünschten Stellung der binären Zahl sind. Bei dem dargestellten Beispiel werden die Pegel des Bezugspegelsignals an Punkten in der Mittelstellung der binären Zahl gewählt, wo die binäre Zahl von »0« nach »1« wechselt, wie dies durch die Marken »*2« und »*3« gezeigt ist. Dies erleichtert die Bestimmung des Pegelfehlers des Bezugspegelsignals, wie dies später beschrieben werden wird.

Im allgemeinen wird bei der Übertragung eines solchen Mehrpegelsignals, wie oben beschrieben, ein Taktsignal dem Mehrpegelsignal an der Sendestelle der Übertragungsleitung hinzugefügt, um die genauen Abtaststellungen oder -zeiten an der Empfangsseite zu bestimmen, d. h. in Fig.2 bei t+ 1. r0 und t— 1. In dem Falle einer Restseitenbandamplitudenmodulation für die Signalübertragung wird des weiteren ein Signal zum Reproduzieren eines Demodulierträgers dem Mehrpegelsignal hinzugefügt. Wenn in diesem Falle das Frequenzspektrum des auszusendenden Mehrpegelsignals in der Nachbarschaft des Pilotsignals liegt, wird die Mehrpegelsignalkomponente in dem Pilotsignal gemischt, das an der Empfangsseite herausgezogen wird, was die Reinheit des Pilotsignals zerstört und eine verschlechterte Mehrpegelsignal-Übertragungskennlinie ergibt. Um dies zu vermeiden, werden die besonderen Frequenzkomponr.nten des Mehrpegelsignals, das an das Pilotsignal angrenzt, aus dem Mehrpegelsignal entfernt Jedoch führt dies eine WeHenformverzerrung in dem Mehrpegelsignal ein. die dazu führt, daß ein Fehler bei der Pegeldekodierung verursacht wird.

F i g. 3 zeigt ein Beispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung, bei dem ein Bezugspegelsignal eines vorbestimmten Pegels periodisch in ein auszusendendes Mehrpegelsignal eingesetzt wird und ein durch das Entfernen der vorher erwähnten besonderen Frequenzkomponenten verursachter Fehler aus dem Fehlerpegel des Bezugspegelsignals an der Empfangsseite der Leitung bestimm·, wird und die vorher erwähnte Wellenformverzerrung auf der Basis des aufgefundenen Fehler; korrigiert wird.

In F i g. 3 bezeichnet 1 eine Sendestation. 2 einen binären Mehrpegeiumsetzkreis zum Umsetzen eines digivon Bits, welche die Pegel des Mehrpegelsignals darstellen, parallel empfangen wird, um einen analogen Impuls mit entsprechenden Pegeln zu erzeugen. Dann wird das Mehrpegelimpulssignal in das Pufferregister 3 geschrieben, und das Bezugspegelsignal wird in das Impulssignal mit einer vorbestimmten Periode unter der Steuerung des Steuerkreises 5 eingesetzt, wie dies später beschrieben witd, wodurch ein Signal erzeugt wird, wie dies in Fig. IA gezeigt ist. Das Mehrpegelsignal mit dem darin eingesetzten Bezugspegelsignal wird dem Filter 6 zugeführt, wodurch Frequenzkomponenten, die an die Pilotsignale f\ und fl angrenzen, aus dem Mehrpegelsignal entfernt werden. Dann setzt der Pilotsignaleinsetzkreis 7 die Pilotsignale f\ und fl in das Mehrpegelsignal,

wonach das Mehrpegelsignal über die Übertragungsleitung 8 ausgesandt wird.

Fig. 4A zeigt das Frequenzspektrum des Übertragungssignals mit den davon durch das Filter 8 entfernten, besonderen Freqenzkomponenten und den darin eingesetzten Pilotsignalen f 1 und f2. In F i g. 4A stellen die Abszisse die Frequenz und die Ordin. ie die Signalpegel dar. f\ bezeichnet ein Pilotsignal zum Reproduzieren eines Demoduliersignals, /"2 bezieht sich auf ein Pilotsigncl, das ?ls Taktsignal dient, und MLS ■ SPLC bezeichnet das Frequenzspektrum des auszusendenden Mehrpegelsignals, aus dem die Frequenzkomponenten.

die an die Pilotsinale f\ und /2 angrenzen, durch das Filter 6 entfernt worden sind.

Die Frequenz des Pilotsignals f\ zum Reproduzieren eines Demodulierträgers wird Null, d. h. das Pilotsignal fällt mit der Gleichstromkomponente des Mehrpegelsignals zusammen, und in dem Falle, in dem das Mt.<rpegelsignal demoduliert wird, fällt die Frequenz des Pilotsignals mit der Trägerfrequenz zusammen. Das Pilotsignal f2, das als Taktsignal dient, wird üblicherweise so gewählt, daß es die Hälfte der Wiederholfrequenz fs des Mehrpegelsignals ist. Dies wird nämlich in folgender Weise ausgedrückt:

/"2 = /i/2

was die Nyquist-Frequenz ist

Nach F i g. 3 wird eine Modulation, z. B. einer Restseitenbandamplitudenmodulation, in Übereinstimmung mit der Kennlinie der Über'ragungsleitung 8 für eine wirksame Übertragung des Mehrpegelsignals ausgeführt

Im allgemeinen ist das an der Empfangsstation 9

empfangene Signal einer Zwischenzeicheninterferenz auf Grund der linearen Verzerrung der Übertragungsleitung 8 ausgesetzt, was zu einem verschlechterten »Augen«-Muster führt. Die Zwischenzeicheninterferenz wird durch den festen oder automatischen Entzerrer 10 entzerrt. Das empfangene Signal nach der Entzerrung wird dem Differentialverstärker 12 zugeführt, um die vorher erwähnte Wellenformverzerrung zu korrigieren, und wird dann bezüglich des Pegels durch den Mehrpegelkodierkreis 11 dekodiert, damit davon Signale ftO bis bn-1 in der Form von binären Zahlen abgeleitet werden.

Der in Fig. 3 gezeigte Entzerrer 10 kann ein fester oder ein automatischer Entzerrer sein und ein automatischer Entzerrer kann derart aufgebaut sein, wie er in BST], Februar 1966, S. 255 bis 286, beschrieben ist. In dem automatischen Entzerrer 10 wird die Zwischenzeicheninterferenz in dem empfangenen Signal mit den Polaritäten des empfangenen Signals und einer vorbestimmten Zahl von empfangenen Signalen vor und nach dem empfangenen Signai und der Foiariiäi der Fegeiauweichung des empfangenen Signals gegenüber seinem vorbestimmten Pegel bestimmt und eine Korrektur wird unter Verwendung der a'ifgefundenen Zwischenzeicheninterferenz derart ausgeführt, daß die Zwischenzeicheninterferenz verschwindet.

Die binäre Ziffer einer gewünschten Stellung des Ausgangssignals, das durch den Mehrpegeldekodierkreis 11 dekodiert worden ist, wird zum Steuern des Differentialverstärkers 12 mit dem Steuerkreis 13 gemäß der Erfindung verwendet. Unter der Annahme, daß das Bezugspegelsignal RLS zwei Pegel hat, wie diese in Fig. 2 erläuiert sind, wird, wenn die Pegel an den Übergangspunkten der binären Ziffer LrefO und Lrefi in der Mittelstellung angeordnet worden sind, die binäre Ziffer der Mittelstellung b 1 des Ausgangssignals dem Steuerkreis 13 zugeführt.

F i g. 4 zeigt die Prinzipien der Korrektur der Wellenformverzerrung gemäß der Erfindung. Wie vorangehend beschrieben worden ist. werden die Frequenzkomponenten, die an die Pilotsignale f\ und /2 angrenzen, aus dem Frequenzspektrum MLS ■ SPRC des Mehrpegelsignals entfernt, wie in Fig.4A gezeigt ist. Die entfernte Komponente entsprechend dem Pilotsignal /1 ist eine Komponente, deren Frequenz in der Nachbarschaft von Null ist, so daß eine Gleichstromdrift in dem empfangenen Signal verursacht wird. Die Gleichstromdrift bewirkt eine Änderung in dem Pegel des empfangenen Bezugspegelsignals. Aus einer Prüfung der Pegelschwankung des empfangenen Bezugspegelsignals ergibt sich, daß die Gleichstromdrift in einer abgetasteten Form zur Zeit der Abtastung des Bezugspegelsignals bestimmt wird. Deshalb ist eine Beschreibung der Frequenzkomponente, die an das Pilotsinai /1 angrenzt, in F i g. 4 weggelassen.

Der Einfluß, der auf das Bezugspegelsignal durch die entfernte Komponente entsprechend dem Pilotsignal /2 ausgeübt wird, kann in folgender Weise berücksichtigt werden. Die nach F i g. 4A entfernte Komponente isi nämlich derart, wie sie in Fig.4B gezeigt ist, die eine Bandbreite /tfbei etwa einer Frequenz /s/2 aufweist.

Mit einer graphischen Darstellung der entfernten Komponente auf der die Zeit t darstellenden Abszisse kann die entfernte Komponente als ein Signal mit der Frequenz /s/2 betrachtet werden, das durch die Frequenz fd amplitudenmoduliert ist, wie dies in Fig.4C dargestellt ist. Wenn demgemäß die entfernte Bandbreite 2 fd viel kleiner als die Wiederholfrequenz des

Bezugspegelsignals ist, kann angenommen werden, daß der Pegel des Bezugspegelsignals RLS durch die Frequenz fd amplitudenmoduliert ist, wie dies in Fig.4D gezeigt ist, und daß die amplitudenmodulierten Signale in dem empfangenen Bezugspegelsignal enthalten sind.

Wenn die Frequenzkomponenten in der Nachbarschaft der Pilotsignale f\ und /2 entfernt werden, schwankt der Pegel des empfangenen Bezugspegelsignals RLS entsprechend.

Fig.5A und 5B und 6 zeigen die Arbeitsprinzipien und den Einzelaufbau des Pufferregisters 3 und des dafür vorgesehenen Steuerkreises 5, der in F i g. 3 gezeigt ist. In Fig. 5 und 6 bezeichnet RLS ein Bezugspegelsignal mit z. B. zwei Pegeln, das in ein gemäß der Erfindung auszusendendes Mehrpegelsignal eingesetzt ist. MLS das Mehrpegelsignal, CKL ein Taktsignal, Γ eine gewünschte Zeitperiode, die der Zyklus des Bezugspegelsignals ist, m eine gewünschte ganze Zahl, 18 einen (m+ I)-Ringzähler, 22 und 16 UND-Torkreise, 20 einen UND-Torkreis mit einem NICHT-Eingang und 14 einen - 1 Ul MCIb.

Wie in den F ι g. 5 und b gezeigt ist. wird das Mehrpegelsignal MLS mit z. B. acht Pegeln, das von dem in Fig.3 gezeigten Mehrpegekodierkreis 2 abgeleitet ist, in das Pufferregister 3 über den UND-Torkreis 22 mit dem Taktsignal CLK (T/m) mit einem Wiederholzyklus T/m geschrieben. Es werden nämlich m Signale MLS in das Pufferregister 3 in der Zeit T geschrieben. Ausgenommen während des Übertrags des Ringzählers 18 werden dann die in das Pufferregister 3 geschriebenen m Signale MLS über einen ODER-Torkreis 14 mit einem Taktsignal mit einem Wiederholzyklus T/m+\ ausgelesen, das über den UND-Torkreis 20 zugeführt ist. Folglich wird das Lesen des Mehrpegelsignals MLS für

eine Zeitperiode 77m+1 (während des Übertrags des Ringzählers 18) einmal in der Zeit Γ unterbrochen, wie dies in Fig.5B gezeigt ist. Während dieser Unterbrechung des Auslesens des Mehrpegelsignals wird das binäre Bezugspegelsignal RLS über den UND-Torkreis 16 und den ODER-Torkreis 14 geführt.

F i g. 7 zeigt ein Beispiel des Schaltungsaufbaus nach der Erfindung zum Korrigieren der Wellnf'rmverzerrung auf der Grundlage der oben in Verbindung mit F i g. 4A bis 4D beschriebenen Prinzipien. In F i g. 7 bezeichnen 11 und 12 und b0 bis bn—\ Elemente und Signale gleichartig mit denen in F i g. 3,24 und 26 Demodulatoren der Frequenzen /1 und /2,36 und 38 Modulatoren der Frequenzen f\ und /2,32 und 34 Tiefpaßfilter und 28 und 30 UND-Torkreise, die durch ein Taktsignal CLK (T) mit demselben Zyklus wie der Wiederholzyklus Tdes Bezugspegelsignals ÄLSeingeschaltet werden.

Von den binären Zahlen 60 bis bn— 1 der η Bits, die du^rch den Mehrpegeldekodierkreis 11 dekodiert sind, wird das Signal b 1 durch die Demodulatoren 24 und 26bei den Frequenzen f\ und /2 demoduliert. Dies bedeutet, daß diejenigen Frequenzkomponenten des Signals Z) 1, die an die Frequenzen /1 und /2 angrenzen, wie in F i g. 4A gezeigt, demoduliert werden, um Gleichstromdrift (für die Frequenz /1) zu entfernen und die Pegelschwankung des Signals 61, die durch die Frequenz fd verursacht worden ist, wie in Fig. 4D dargestellt (für die Frequenz /2) zu entfernen. Die entfernte Pegelschwankung wird über die UND-Torkreise 28 und 30 den Tiefpaßfiltern 32 und 34 zur Zeit der Abtastung des Bezugspegelsignals RLS zugeführt. Dies bedeutet, daß eine solche Pegelschwankung, wie sie in Fig.4D dargestellt ist, die durch die Frequenz fd verursacht ist, nur in Verbindung mit dem Bezugspegelsignal RLS her-

ausgenommen wird und im Tiefpaßbereich durch die Tiefpaßfilter 32 und 34 gefiltert wird. Die gefilterten Signale werden wieder durch die Modulatoren 36 und 38 in solche Signale, wie sie in F i g. 4A gezeigt sind, umgesetzt, die um die Frequenzen /1 und (2 zentrisch angeordnet sind. Diese Signale werden von den Modulatoren 36 und 38 dem Differentialverstärker 12 zugeführt und zum Korrigieren einer gleichartigen Wellenformverzerrung in aufeinander folgend empfangenen Signalen verwendet. Da die Frequenz f\ Null ist, führen der Modulator 36 und der Demodulator 24 keine Modulier- und Demoduliervorgänge aus, sondern halten nur die Pegel der Signale bei geeigneten Werten.

F i g. 8 zeigt ein Beispiel des Mehrpegeldekodierkreises 11, der in F i g. 7 dargestellt ist. Mit 40 ist ein Spannungskomparatorkreis zum Vergleichen des Pegels eines Eingangssignals und eines vorbestimmten Pegels bezeichnet. 42 ist ein Kreis zum Umsetzen eines binären Reihensignals in ein Parallelsignal, 44 bezeichnet einen

QnAJr¹H^rIZrAiC vyJS £!Π£Γΐ F!iⁿ-Flcⁿ-hCrS!£ ΖϋΓΓΐ SⁿCi-

chern der Signale 60 bis bN— 1, 46 ist ein Schalterantriebskreis zum Steuern eines Schaltkreises 48 in Übereinstimmung mit dem Ausgang des Speicherkreises 44, 48 bezeichnet den Schaltkreis zum Zuführen eines konstanten Stromes an einen Bewertungswiderstandskreis, 50 bezeichnet den Bewertungswiderstandskreis, der durch den Schaltkreis 48 gesteuert ist, und 52 stellt einen Taktkreis dar.

Der Mehrpegelkodierkreis 11, der in Fig.8 gezeigt ist, wird als Rückkopplungskodierer bezeichnet, dessen Wirkungsweise kurz beschrieben wird. Der Spannungskomparatorkreis 40 hat eine solche Standardspannung, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, und diese wird an dem Punkt ausgewählt, der durch eine Marke »*1« bezeichnet ist. Wenn ein Eingangssignal zugeführt wird, erzeugt der Komparatorkreis 40 ein Ausgangssignal »1« oder »0« in Abhängigkeit davon, ob der Pegel des Eingangssignal oberhalb oder unterhalb des Vergleichsbezugspunktes »*1« liegt. Wenn nun der Eingangssignalpegel L 5 ist, wird das Ausgangssignal »1« von dem Komparatorkreis 40 in dem obigen Falle abgeleitet. Das Ausgangssignal »1« der am meisten geltenden Stellung wird dem Umsetzkreis 42 zugt'fihrt, um davon ein Ausgangssignal »1« als ein Signal feO abzuleiten, das dann durch den Speicherkreis 44 gespeichert wird. Der Speicherkreis 44 steuert den Bewertungswiderstandskreis 50 über den Schalterantriebskreis 46 und den Schaltkreis 48. Als Ergebnis davon wird der Vergleichsbezugspunkt des Spannungskomparatorkreises 40 um ' Ii Pegel angehoben, um an dem Übergangspunkt der binären Ziffer in einer zweiten Stellung eingestellt zu werden, wie dies durch eine Marke »*2« bezeichnet ist, die in F i g. 2 gezeigt ist. Dann wird das Eingangssignal des Pegels L 5 mit dem Vergleichsbezugspunkt verglichen, der, wie oben beschrieben, eingestellt ist, um ein Ausgangssignal »0« als ein Signal b 1 abzuleiten. Dieses Ausgangssignal »0« wird durch den Speicherkreis 44 gespeichert und der Vargleichsbezugspunkt des Komparatorkreises 40 wird um >/2 Pegel herabgesetzt, um an einem Punkt, der mit »*4« in F i g. 2 bezeichnet ist, in einer Weise eingestellt zu werden, die gleichartig wie oben erwähnt ist. Dann wird das Eingangssignal des Pegels L 5 mit dem Vergleichsbezugspunkt verglichen, um ein Ausgang ^signal »1« als ein Signal ft 2 zu erzeugen.

Da die Pegel LrefO und LrefX des Bezugspegelsignals RLS so ausgewählt werden, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, kann die Pegelschwankung de-c Bezugspegelsignals RLS direkt bestimmt werden, indem die binäre Ziffer des Signals 1 herausgenommen wird. Demgemäß kann die Komponente, die aus der Wellenformverzerrung bei der Pegelschwankung des Bezugspegelsignals RLS resultiert, direkt bestimmt werden, indem die Schwankung der binären Ziffer des Signals b 1 mit den UND-Torkreisen 28 und 30 abgetastet wird. Dieser Pegel kann üblicherweise an dem Übergangspunkt der binären Ziffer einer gewünschten Stellung des Signals b 1 ausgewählt werden. In diesem Falle wird die ίο binäre Ziffer der ausgewählten Stellung für die Korrektur der Wellenformverzerrung ausgenutzt.

Damit eine solche Entzerrungskorrektur, wie in Verbindung mit F i g. 7 beschrieben, ohne Fehler ausgeführt werden kann, ist es erforderlich, daß das gemäß der Erfindung eingesetzte Bezugspegelsignal die folgenden Bedingungen erfüllt.

Es ist nämlich notwendig, daß die Mehrpegelwe'.le"-form des eingesetzten Bezugspegelsignals selbst nicht die Frequenzkomponenten enthält, die an die zu kom-

der Wiederholzyklus des Bezugssignals derart ausgewählt wird, daß die Frequenzkomponenten, die an die Pilotsignale f\ und /"2 angrenzen, nicht miteinander zur Zeit der Abtastung des Bezugspegelsignals interferieren.

Wenn z. B. die Frequenz des Pilotsignals Al als Null genommen wird, die Frequenz des Pilotsignals /2 als /i/2 genommen wird, die Wiederholfrequenz des Bezugspegelsignals RLS als fp genommen wird, die Wie-

jo derholfrequenz des Musters als fq genommen wird und falls /, k, wund ν jeweils ganze Zahlen sind, werden die folgenden Gleichungen erhalten:

fp = fs/l
f_q = fp/k = fs/l ■ k

In diesem Falle müssen die folgenden Bedingungen erfüllt sein

ufp±fq =-j fs ±

Aus den obigen Gleichungen (1) und (2) können die folgenden Gleichungen erhalten werden:

/ Φ 2u; l¥ 2u±— . (3)

k ^K '

Dies führt dazu, daß /eine ungerade Zahl ist und daß k φ 2 ist.

Die obige Gleichung (1) führt zu einer solchen Bedingung, daß irgendwelche Komponenten, die auftreten, wenn irgendeine Harmonische der Wiederholfrequenz φ durch die Wiederholf requer ζ fq des Musters des Bezugspegelsignals moduliert wird, nicht mit dem Pilotsignal /1=0 oder /2 = fs/2 zusammenfallen. Die Gleichung (2) enthält eine solche Bedingung, daß irgendwelche Harmonische der Wiederholfrequenz fp des Bezugspegelsignals RLS nicht mit dem Pilotsignal /2 = /s/2 zusammenfallen.

Um die Bedingungen derart zu erfüllen, daß / eine ungerade Zahl ist und daß k Φ 2 ist, wird 129 ausgewählt. d.h. fp = fs/129. In dem Falle, in dem das Bezugspegelsignal zwei Pegel hat, wiederholer, die Pegel sich in einer solchen Reihenfolge wie LrefO, LrefO,

LrefX. !refi, L-VO, LrefO... Dies ist eine bevorzugte Wellenform im Falle der Erfindung.

In F i g. 7 ist der Schaltungsaufbau dargestellt, bei dem das Signal durch die Demodulatoren 24 und 26 demoduüert, in eine Komponente in der Nachbarschaft des Gleichstroms umgesetzt und durch die UND-Torkreise 28 und 30 zur Zeit des Bezugspegelsignals abgetastet wird. Ein Fehler wird durch die Tiefpaßfilter 32 und 34 extrahiert und durch die Modulatoren 36 und 38 in die ursprünglichen Frequenzkomponenten f\ und (2 umgesetzt und dann negativ zu dem Differentialverstärker 12 zurückgekoppelt. Jedoch ist die Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Dieselben Ergebnisse wie oben beschrieben können nämlich auch erhalten werden, indem an Stelle des Demodulators 26, des Tiefpaßfilters 34 und des Modulators 38 ein Bandpaßfilter einer Frequenz, die an das Pilotsignal f2 angrenzt, in einer Stufe vorgesehen wird, die dem UND-Torkreis 30 folgt, wobei die der speziellen Frequenz (2 angrenzende Komponente direkt rückgekoppelt wird. Des weiteren können dieselben Ergebnisse auch erhalten werden, indem die Reihenfolge des Demodulators 26 und des UND-Torkreises 30 umgekehrt wird.

Die Signalverzerrung auf Grund der Unvollkommenheit der Übertragungsleitung selbst in der Nachbarschaft der Frequenzen Fi und (2 kann gleichzeitig durch die Erfindung entfernt werden. Wenn z. B. die Frequenz /Ί Null ist, -st es auch möglich, die Entzerrung zu korrigieren, was sich aus dem Abschneiden der Gleichstromkomponente der Übertragungsleitung ergibt.

Auf Grund der Tatsache, daß die Wellenformverzerrung, die durch die speziellen Frequenzkomponenten verursacht worden ist, die für das Einsetzen der Pilotsignale entfernt werden, '.-inen Einfluß auf den empfangenen Pegel des Bezugspegelsignals mit dem vorbestimmten Pegel ausübt, bestimmt die Erfindung d'e Schwankung, die in dem Pegelfehler auf Grund der Wellenformverzerrung enthalten ist, um eine gleichartige Schwankung in aufeinanderfolgend empfangenen Mehrpegelsignalen zu korrigieren. Demgemäß führt die Erfindung eine genaue Kompensation der Komponenten aus, die einmal von dem einzusendenden Mehrpegelsignal entfernt sind, was eine genaue Mehrpegeldekodierung ermöglicht. Da die Wiederholfrequenz und das Muster des Cezugspegelsignals genau ausgewählt werden, kann die Entfernung ohne Fehler korrigiert werden.

Zum Einsetzen des Bezugspegelsignals RLS in das Mehrpegelsignal MLS wird die Differenz zwischen der Schreibgeschwindigkeit und der Lesegeschwindigkeit ausgenuUi, um eine freie Zeii niii der vuruesiiniuiieii Periode T zu erzeugen, so daß der gewünschte Zweck durch relativ einfache Einrichtungen erreicht werden kann. Da des weiteren die Pegel des Bezugspegelsignals RLSderart ausgewählt, daß die Pegelschwankungen mi' der binären Ziffer einer gewünschten Stellung des empfangenen Signals bestimmt ist, kann die Pegelschwankung leicht aufgefunden werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mehrpegelsignciübertragungssystem mit folgenden Baugruppen:

Auf der Senderseite einen Kreis zur Umsetzung binärer Eingangssignale in Mehrpegelsignale und eine Einrichtung zum Einsetzen von mindestens zwei Bezugssignalen in Form analoger Pilotsignale jeweils einer Frequenz, die einschließlich des ihr benachbarten Frequenzbereiches von Frequenzkomponenten des Mehrpegeisignalzuges freigehalten ist, und

auf der Empfängerseite eingangsseitig einen Entzerrer, eine Einrichtung zum Extrahieren der Pilotsignale, von denen das eine zur automatischen Regelung des Empfangsverstärkers und das andere zur Taktwiedergewinnung dienen kann, und einen Mehrpegeldekodierkreis, der die Mehrpegelsignale in mehrziffrige binäre Ausgangssignale umformt, gekennzeichnet durch die Verbindung folgender Merkmale: