DE2242254A1 - Digitales uebertragungssystem - Google Patents

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE J O Λ 9 7 5 U

8 MONCHEN 88, POSTFACH 860245 ^ÄiHU

Dr. Berg Dlpl.-lng. Stapf, 8 München 86, P. O. Box 86 0245

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Anwalts.akte Nr. 22 769

Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation, Tokyo / Japan

Digitales Übertragungssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein digitales übertra~ gungssysteui und insbesondere ein digitales. Übertragungssyr stem für modulierte ^iehrpegel-ImpulRsignale bzw. Signale mit mehreren Amplituden, wobei Binseitenband~ und Restseitenbandmodulation verwendet ist.

JSs werden bereits in großem Umfang FDM-Leitimgen für die Übertragung analoger Sprachinformation verwendet; die Forderung nach digitalen Übertragunsleitungen für verschiedene

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Daten-Nachrichtenverbindungen, Faksimile- oder Bildübertragung u.a. wird in jüngster Zeit stärker. Es ist aber beinahe unmöglich, die bestehenden FDM-Leitungen in digitale Übertragungsleitungen mit den Millimeter- und Quasimillimeter— Wellenbereichen umzuformen, da die erforderlichen Kosten sehr hoch sind.

Es wurde bereits ein PCM-FDM-Übertragungssystem vorgeschlagen, bei dem die bestehenden FDM-Leitungen als digitale Übertragungsleitungen verwendet sind. Hierbei ist mit PCM die Puls-Codeiaodulation und mit FDM die Verwendung der vorhandenen FDM-Leitungen bezeichnet, die für die Übertragung von Sprachsignalen verwendet sind. Das Bestseitenband-Übertragungssystem wird aber in dem PCM-FDM—System nur verwendet, um das Mehrpegel-Impulssignal bzw. das Impulssignal mit mehreren Pegeln (im folgenden wird immer der Ausdruck Mehrpegel-Impulssignal verwendet) mit soviel Pegelwerten wie möglich, beispielsweise acht bis 16 Pegelwerte bei strenger oder genauer Frequenzbandbegrenzung zu übertragen,wodurch der Ausnutzungsgrad der Ubertragunsleitungen so verbessert wird, daß selbst auf der idealen Übertragungslätung die Öffnungen oder Leerstellen (eye .apertures) im Hinblick auf die Amplitude und Zeit des Impulszuges verringert sind. Zusätzlich besitzen die vorhandenen Übertragunsleitungen eine Leitiingsverzerrung und Phasenabweichung für das Taktsteuersignal und den Demodulations trüger. Die Schaltuugsbautcile in dem digitalen Übertragunssystem müssen dann aen hohen und strengen Anforderungen an die Betriebsdaten geniigen; weiterhin

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bereiten die Änderung der Übertragunsleitung-Higenschaften sowie die Alterung große Schwierigkeiten. Bei einem Rest— seitenband-Modulationssystem, bei das Mehrpegel-Iurpulssig- . nal verwendet ist, kann das Taktsteuersignal und der Träger nicht aus dein Inforiaationssignal wieder gewonnen werden, so daß die Pilotsignale zur synchronen Abtrennung an den Enden des Bandes der modulierten Welle hinzugefügt werden. Das Taktsteuersignal ebenso wie der Demodulationsträger können dann anhand dieser PiIo tsignale wiedergewonnen werden. Die Phasen des Taktsteuersignals und des Trägers werden häufig durch die Leitungsverzerrung nachteilig "beeinflußt, so daß der Pehleranteil zunimmt und die Leiiuiigsgüte verschlechtert wird. Die Schwierigkeit aufgrund der Phasenabweiehungen des Taktsteuersignals und des Demodulationsträgers können Ms zu einem gewissen Grad durch einen automatischen Entzerrer "beseitigt werden, hierbei muß aber die Anzahl der Abgriffe des automatischen Entzerrers erhöht werden, wenn die Phasenabweichung zunimmt. Weiterhin genügt, wenn die Übertragunsleitungen geschältet werden, sehr häufig der automatische Entzerrer wegen der durch die Änderung der Übertragungseigenschaften hervorgerufenen Phasenabweichung nicht.

Weiterhin ist ein partielles System, das sogenannte "class 4 partial response system" bekannt, das theoretisch in der Phasenabweichung des Taktsteuersignals und des Trägers sehr stabil ist; die synchrone Wiedergewinnung oder Widergabe des Zeitsteuersignals xmü. des Beraodulationsträgers ist einfach und die Fehlerprüfung in den codierten Signalen ist iaöglich_s

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MB *J mem ,

■-' — -OMWNAL-JNSßECSSD-

Dieses System weist aber den Fehler auf, daß die Anzahl der Signalpegel etwa doppelt so hoch im Vergleich zu dem vorgeschriebenen Übertragungssystem mit Mehrpegel-Impulssignalen ist, wenn dieselbe Informationsmenge übertragen wird. Verglichen mit dem herkömmlichen Übertragungssystem für Mehrpegel-Impulssignale ist die Fehlerrate des vorerwähnten Teilsystems in der Größenordnung von 3 dB herabgesetzt, wenn dieselbe Infonaationsmenge übertragen wird; wenn aber die vorhandenen FDM-Übertragungsleitungen für digitale Übertragung verwendet werden, hängt der Grenzwert der Anzahl der Signalpegel von dem Rauschen ab, das in den Einrichtungen erzeugt wird, und nicht von dein Signal/Rauschverhältnis der Übertragungsleitung, so daß die Fehlerrate des zuerst erwähnten Systems um 6db schlechter ist als die des zuletzt erwähnten Systems.

Die Erfindung schafft daher ein stabiles und sehr wirksames digitales Übertragungssystem, bei dem die vorhandenen FDM-Übertragungsleitungen verwendet sind. Weiterhin schafft sie ein PCM-FDM-Übertragungssystera, bei dem das gewöhnliche Mehrpegel-Signal verwendet ist, bei dem das System durch die Phasenabweiellung des Taktsteuersignals und des Deraodulationsträgers nicht nachteilig beeinträchtigt wird.

Gemäß einer Ausfiihrungsform der Erfindung werden die zwischen Zeilen auftretenden Störungen (intersymbol interferences) a * in den der Einiiupulswellenform benachbarten Impulsen bzw. die zwischen Zeichen auftretenden Störungen a _o in den von der Einimpulswellenforra durch zwei Zeitschritte getrennte

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OWQlNAL INSPECTED

Impulsai entsprechend der Steuerung iron Gewichten der Abgriffe des automatischen Entzerrers bestimmt, so daß die Zeitsteuerphase so gesteuert werden kann, daß der Beziehung a , - a .- ~ 0 genügt ist, während die Phase des Deraodulationsträgers so gesteuert werden kann, daß der Beziehung ^a*2 " ^a-2 ^a ° Sönugt ist. ..

Die Erfindung schafft also ein digitales Übertragungssystem,"· in dem von dem Sender Restseitenbanö oder Einseitenband modulierte Impulse des im Nulldurchgang getasteten Mehrpegelsignals übertragen, das das Takt- oder Pilotsignal für die Taktsteuerung und den Träger auf v/eist, die an den Enden des Bandes des Mehrpegel—Impulssignals hinzugefügt sind, und mit dein auf der Euipfangsseite das Taktsignal mid der Träger wiedergewonnen werden, um das modulierte ftfehrpegel-Impulssignal zu demodulieren; hierbei werden die zwischen Zeichen auftretenden Störungen an den Abtastpunkiberij, die durch einen oder zwei Zeitschritte von dem mittleren Abtastpunkt des Einiiupiilssignals auf der UTbertragungsleitung getrennt sind₉ bestimmt und dazu verwendet, um die optimalen Phasen des wiedergewonnenen Taktsignals und des Trägers automatisch zu steuern.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus- -führungsbeispicls naher erläutert, wozu auf die beigefügten Zeichnungen bezug genommen wird. Es zeigen%

Pig_ei ein Blockschaltbild zur Brläuterung des PCM-PDM-Über- ■

-. - . 3O.9J1.Q/O80 3 - 6 -

tragungssystems und insbesondere des digitalen Über— tragungs systems mit Mehrpegel-Impulsen, bei dem Restseitenbandmodulation benutzt wird;

Fig.2 die Eininipulswellenformen zur Erläuterung der Erfindung;

Fig.3 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführung sform der Erfindimg, in der das automatische Phasensteuersystem zur Steuerung der Phasen des Taktsteuersignals und des Demodulationsträgers gemäß der Erfindung bei dem in Fig.l dargestellten Übertragungssystem verwendet ist; und

Fig.h eine graphische Darstellung, in der die Versuchsergebnisse mit dem automatischen Phasensteuersysteia gemäß der Erfindung wiedergegeben ist.

In Pig.i wird die zu übertragende Information in Form eines binärcodierten Signals an Eingangsanschlüsse 10 angelegt und mittels eines Unisetzers 13 in die für die Übertragung geforderten Code umgesetzt. Danach wird die Information durch einen Bimir-Mehrpegelsignal-Umsetzer lh in·, die Mehrpegelsignale umgesetzt. Das Taktsignal einer Frequenz f wird an einen Anschluß 11 und an die Umsetzer 13 und i'i angelegt. Die Ausgangssignale an ilen Umsetzer t'i werden einer Nyquist-Former~ Filterschaltung 15 zugeführt und in die im Nulldurchgang getasteten Einimpiilssignalo umgeformt. In diesem Fall ist das Spektralband begrenzt. Die Wellenform des Ausgangssigiials am

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Filter 15 ist in Fig.l(A) wiedergegeben. Die an dem Anschluß Ii angelegten Talctiiapulse einer Frequenz f_ werden mittels einer Frequeiizteilerstufe ±6 in die Talrfc-Pilotsignale einer Frequenz f /2 umgewandelt und mit dem Aus gangs signal des Filters 13 zusammengesetzt, wie in Fig.l(B) dargestellt ist. Das zusammengesetzte Signal wird mittels d nes Modulators 17 frequenzmoduliert, an dem der Träger mit einer Frequenz f angelegt ist, und wird mit tels einer Restseiteiiband-Formerunö Filterschaltung 18 in das Restseitenband-Modulationssignal umgeformt, das in Fig.i(C) dargestellt, ist. Danach wird der über einen Ansch3.uß 12 zugeführte Träger als Trägerpilotsignal an den Enden des Bandes des Ausgangs signals aia Filter 18 eingesetzt, wie in Fig.i(D) dargestellt ist. Das Mehrpegel-Impulssignal wird dann auf einer vorhandenen FDM-Leitung 19 übertragen. Wenn eine Einseitenband-Former- und Filterschaltung ; * anstelle der Restseitenband-Fonner-Schaltung 18 verwendet ist, wirfi das Ausgangssignal des Modulators 17 in ein Einseitenbaiidsignal umgeformt«

Auf der Enipfangsseite wird das Melirpegel—Iinpulssagnal einer Trägerabtrennstufe 20 zugeführt, um das Trägerpildsignal abzutrennen. Das Mehrpegel—Impulssignal wird auch einem Vor— verzerrer 21 zugeführt, so daß die Verzerrung der Übertragungsleitung festgelegt lind entzerrt werden kann, und daß das Storungssignal aus dem benachbarten Kanal entfernt werden kann. Der von der Trägerabtrennstufe 20 abgetrenit e Träger wird eines! Demodulator 22 zugeführt ₉ der das Ausgangs-. signal des Vorverzerres 21 demoduliert· Das in dem demodu—

ORIGINAL IMSPECTED

lierten Signal enthaltene Taktsteuersignal wird mittels einer Taktsignal-Abtrennstufe 23 abgetrennt und einem automatischen Entzerrer 2k und einem Codeumsetzer 25 zugeführt. Das Ausgangssignal des Demodulators 22 wird in die im Nulldurchgang getastete Einimpulswellenfonn entzerrt und entsprechend dem von der Abtrennstufe 23 zugeführten Taktsignal getastet, so daß das Mehrpegel-Impulssignal abgestimmt werden Kann. Das Ausgangssignal des automatischen Entzerrers 2k wird mittels eines Codeumsetzers 25 in einen Code umgesetzt, so daß der ursprüngliche Code an den Ausgangsanschlüssen 26 übertragen werden kann.

Wenn das Taktsignal und das Trägersignal als Pilotsignale an den Enden des übertragenen Informationsbandes eingesetzt und auf der Empfangsseite wiedergewonnen sind, ändern sich die Phasen der vorerwähnten zwei Synchronisiersignale infolge der Laufzeitänderung auf der Übertragungsleitung aufgrund von Temperaturänderung und Alterung. Weiterhin werden die zur Abtrennung dieser beiden Signale verwendeten Schaltungen durch die Temperaturänderung so beeinflußt, daß es unmöglich ist, die optimale Phase beizubehalten. Die Fehlerrate nimmt daher zu und die Übertragungsgüte nimmt ab. In dem PCM-FDM-System müssen daher die zwei Synchronisiersignale immer so gesteurt werden, daß sie insbesondere in einem PCM-FDM-System mit hohem Wirkungsgrad optimal in Phase sind, wobei in dem System eine große Anzahl Mehrpcgel-Impulssignale in dem Hand übertragen werden, das nahe bei dem Nyquist-Band beinahe kein überschüssiges bzw. freies Band hat.

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ORlQMNAL INSPECTED

Gemäß der Erfindung kann die automatische Steuerung der optimalen Phase des Taktpilot signals ebenso wie des Demodulationsträgers nur dadurch erreicht werden, daß Punktionsverstärker auf der Sendesexte und spannungsgesteuerte Phasenschieber auf der Empfangsseite eingesetzt werden.

Anhand von Fig.2 wird nunmehr der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke beschrieben. Die Restseitenband-Formerkennwerte ebenso wie die Tiefpassfilterkennwerte sollen dieselbe Ko sinus dämp fxing aufweisen, und die Übertragungsleitung soll keine Laufzeit- und Amplitudenverζerrung haben. In Fig.2(a) ist das Frequenzspektrum des TrägerimpulsSignaIs dargestellt;. Hierbei ist die Trägerfrequenz f , während die Taktpilotsignal-Fi"equenz f /2 ist. Nach der Demodulation entspricht die Einimpuls-Wellenforin der Gleichung:

	D(t) =	t cos (ΐϊ XT* J	ι	2}	*	' sin(Twt/2T)
	die Zeit,	l|{l-(2xt/&T)
wobei t
T	die Abtastbreite,

c< die Abweichung <*Tt Radianten des Trägers wn der optimalen Phase und

χ = 2f /f die Steilheit der Dämpfungskurve darstelltv χ ρ

In Pig.2(b) ist die mittels des Demodulatinnsträgers demodulierte Wellenform mit der optimalen Phase dargestellt, d.h. mit ot= 0. In Fig.2(c) ist die mittels des Trägei's demodulierte Wellenform dargestellt, die um 90° gegenüber dor optimalen

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Phase voreilt. Im allgemeinen wird die in Fig.2(b) dargestellte Wellenform, die in Phase liegende Komponente der Einimpuls-Wellenform genannt, während die in Fig.2(c) dargestellte Wellenform die orthogonale Komponente hierzu ist. Ih Fig.2(d) ist die mittels des (De)Modulations trägers demodulierte Wellenform dargestellt, die um oci£-Radianten gegenüber der optimalen Phase voreilt; in Fig.2(e) ist schließlich die durch den (Demodulations träger deniodulierte Wellenform dargestellt, die alt -Radianten der optimalen Phase nacheilt-.·

Bei der automatischen, Steuerung der Taktphase gemäß der Erfindung betragen die optimalen Abtaststellen bei der in Fig.2(b) dargestellten Wellenform t (n=0, 1, 2, ....), wenn der Demodulationsträger sich optimal in Phase befindet₄ Wenn das Taktsignal so verzögert ist, daß die Abtastpunkte um t¹ (n=0, 1, 2, ...) abweichen, ist die folgende Gleichung erfüllt:

wobei mit a . und a . die zwischen Zeichen auftretenden Störungen an den Abtastpunkten t' und t·. auf beiden Seiten des in der Mitte liegenden Abtastpunktes t' bezeichnet sind. Wenn die Taktsteuerphase voreilt, gilt entsprechend die folgende Beziehung:

a₊₁ - a__t > O.

Aus den beiden vorerwähnten Beziehungen ist ohne weiteres zu ersehen, daß die Taktstouerphase, um die optimale Tuktstcuerphase zu crhdtcn, verzögert ist d.h. nacheilt, wenn '.jt "* ^a_i ^ ^ und voreilt, wenn η . - a . < 0 ist, so daü

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die Beziehung

immer eingehalten werden kann. Wenn die zwischen Zeichen auftretende Steuerung kleiner ist, kann sie angenähert von der Abgriff steuerung des automatischen Entzerrers hergeleitet werden, so daß die Taktstctierphase in einßr Weise gesteuert ist, daß der Unterschied zwischen den Spannungen, die die Gewichte hzw. Wertigkeiten der neiden an den Mittenabgriff angrenzenden Abgriffe des automatischen Entzerrers steuern, Null sein kann. .

Ira folgenden wird das Verfahren zur Steuerung der optimalen Phase des Demodulationsträgers beschrieben. Wie bereits vor— hei* ausgeführt ist, wird, wenn die Phase des Demodulationsträgers gegenüber der optimalen Phase voreilt, die in Fig.2(d) dargestellte Wellenform erhalten. Wenn die vorbeschriebene Taktphasensteuerung bei dieser demodulier.ten Wellenform durchgeführt wird, dann bleiben die Abtastpuiikte bei t' und die zwischen Zeichen auftretenden Störungen werden bezüglich der benachbarten Abtastpunkte beinahe Null. In diesem Fall haben die zwischen Zeichen auftretenden Störungen a ~ und a „ an den Abtastpunlrten t'_o und t'_o, die von dem in der Mitte! liegenden Abtastpunkt t' durch zwei Seitschritte getrennt sind, die folgende Beziehung:

Wenn der Demodulationsträger der optimalen Phase nacheilt, wie in Fig.2(e) dargestellt ist, ergibt sich die folgende Be-

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Ziehung:

^a-2

Wenn sich der Deaiodulationsträger optimal in Phase befindet, wie in Fig.2(b) dargestellt ist, dann gilt: .

^a+2 - ^a-2 = °-
Aus den vorhergehenden Beziehungen ist zu ersehen, daß der Träger nacheilt, wenn η ₂ - ^a_2^> ° ^{istf imd daß dcr Trä}ß^er voreilt, wenn a ₂ - a ₂ < 0 ist; der Träger kann also so gesteuert werden, daß er optimal in Phase liegt. Dasselbe gilt, wenn eine Verzerrung auf der Übertragungsleitung vorhanden ist.

Wenn die Phase des Demodulationsträgers viel gegenüber der optimalen Phase abgewichen ist, dann ergibt sich die in Fig.2(c) dargestellte Wellenform. In diesem Fall hat die zwischen Zeichen auftretende Störung a_₂ eine großen negativen Ycrt. Die Beziehung zwischen den zwischen Zeichen auftretenden Störungen a ₂ und a ₂ sind allgemein in Fig.2(c) dargestellt; die Störung a _o ist so klein, daß, wenn der Träger so gesteuert

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ist, daß die Störung a _o auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist, der Träger in der optimalen Phase sein kann und nicht von der orthogonalen Komponente beeinflußt wird. Selbst wenn die Phase des Trägers in der entgegengesetzten Richtung abgewichen ist, kann er so gesteuert werden, daß er optimal in Phase ist, wobei dann die Störung a ₂ gleich der Siprung a ~ ist.

Wie bei der TaLtphn.sensteuorung kann auch hier die Abgriffsteuerung de:; auloioniisehen Kntv-orrcrs dazu verwendet werden,

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^a+2 "

Bis jetzt ist immer zuerst die Taktphasensteuerung und dann die Phasensteuerung des Demodulationsträgers durchgeführt worden. Tatsächlich wird die Steuerung sowohl der Taktphase als auch der Phase dos Demodulationsträgers gleichzeitig durchgeführtν Dies wird im folgenden anhand von Fig.3 beschrieben, in der das automaische Steuersystem zur Steuerung des Taktsignals und des Demodulationsträgers gemäß der Erfindung dargestellt ist, wobei das in Fig_ol dargestellte PCM-FDM-Systern verwendet ist. Das in Fig.3 dargestellte Blockschaltbild entspricht im wesentlichen dem in Fig.i dargestelllten, abgesehen davon, daß die automatische Dmodulationsträger-Steuereinheit 100 und die automatische Taktphasen-Steuereinheit 200 vorgesehen und der automatische Entzerrer im einzelnen dargestellt ist. Das Mehrpegel-rImpulssignal mit dem Trägerp ilofeigna1 wird auf der Leitung 19 übertragen und der Trägerabtrennstufe 20 und dem Vorver zefrer ■ 21 zugeführt. In de r Trägerabtrennstufe 20 wird das Trägerpilotsignal abgetrennt, und der ^Ausgangides Vorver zerrer 21 wird einem Demodulator 22 zugeführt, so daß die Üemodulierte Wellenform erhalten wir d. Der demodulierte Ausgang wird dem automatischen Entzerrer 2h und der Taktsignal-Wledergabeschaltung 23 zugeführt, so daß das Taktpilotsignal abgetrennt werden kann. In dem automatischen Entzerrer 2k wird das demodulierte Ausgangssignal in die im Nulldurcligang getastete Einlmpuls-Wollenforni umgeformt lind liirtor der Mehrpegel-Impulssignal-Entscheidungsschal-

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tung auf eine Leitung 300 übertragen. Das Mehrpegel-Impulssignal wird mittels eines nicht dargestellten Code-Umsetzers in die ursprünglichen Code-Werte umgesetzt. Das vorgeschriebene Verfahren entspricht im wesentlichen dem in Fig.l dargestellten System.

Zur Vereinfachung weist der automatische Verzerrer 24 nur fünf Abgriffe auf. Analoge Verzögerungsleitungen 241, 242, 243 und 244 weisen eine Impulsverzögerungszeit T auf. Das veränderliche Gewicht c des Mittenabgriffs wird mittels der Wellenform-Eins tellschultiuig 2h'] eingestellt; die zwischen Zeichen auftretenden Störungen dos Ausgangswellenformen können durch das Zusammensetzen der Ausgangswellenformen der Einstellschaltungen 245, 246, 248 und 249 kompensiert werden. Bei der Eiiiinipuls-Wcllenforra werden dann die zwischen Zeichen auftretenden Störungen an den zwei dem mittleren Abtastpunkt "benachbarten Abtastpunkten und an den zwei Abtastpunkten, die von den beiden benachbarten Ab tastpunkten durch einen impuls getrennt sind, Nullv Weiterhin sind Integratoren 250 bis 254, Addicrerschaltungen 255 bis 259 mit dem Wert 2, Einbi t-Schie-· beregister 260 bis 263, ein Zwoibit-Schiehercgister 264, eine Wellcnfornaufbausehaltung 265 und eine Mehrpegel-ImpulssIgnn L-Eritschoidungsschaltung vorgesehen.

Als nächstes wird die Eins teilung der Abgri Cfgewlcht e der WuI-lenformaufbauschaltung 265 beschrieben. Die zwiahon /'.eichen auftretenden Störungen au aufeinanderfolgenden Abtat;tpunkten sollen in dem Einimpuls-Signal positiv sein. Wenn in einem

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beliebigen Impulszug die zwischen Zeichen auftretenden Störungen bei einem positiven Impuls bezüglich der nachfolgende! Impulse positiv sind, und wenn die Vorzeichen (positiv oder negativ) und die Pegel der anderen Impulse beliebig gewählt werden können, dann ist die Wahrscheinlichkeit, daß der
nächste Impuls, ein positiver Fßhlerimpuls bezüglich des
normalen Pegels ist, größer als i/2. Genau so ist die Wahrscheinlichkeit eines negativen Impulses an dem nächsten Impulsabtastpunkt größer als £/2, wenn der festgestellte Impuls negativ ist. Das heißt, die Korrelation der Polarität eines Impulses und des Fehlers des nachfolgenden Impulses ist
positiv. Wenn die Polarität positiv ist, wird sie in vorliegendem Fall durch 1, und wenn die Polarität negativ ist, durch —1 gekennzeichnet. Venn bei der Einiinpuls-Wellenform
die Störung zu dem nachfolgenden Impuls negativ ist, dann
ist die vorerwähnte Korrelation negativ. Die Addiererschaltung 256 mit dem Wert 2 führt die Multiplikation bzw. Addition der Polarität des Signales und der Fehlerpolarität durch, Der Ausgang ist +1, wenn das Ergebnis der Addition 1 ist,
während der Ausgang -i ist, wenn das Ergebnis 0 ist. Der Ausgang der Addierschaltung 256 wird mittels des Integrators
251 integriert. Bei den positiven Störuig en nimmt der Ausßaiig des. IinlogratprG 251 in positiver Richtung zu. Entsprechend dom Aus,gang des Integrators wird ijjß. Schaltung 246 gesteuert, Venn die Störung negativ wird, nimmt der iivtegrieri ts Pcgol ab. Wenn der Ausgang des Integrators 251 ei non vorbfiiiti 1.2mtun Pegel erreicht, wird die Störung KuIl-* In diesem Fall ii;t die Störung eine monotone Funktion dos Integrator.','

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251, das heißt, wenn die Ausgänge des Integrators gleich sind, sind die Störungen des Einimpuls-Signals vor der Entzerrung gleich.

Ein automatischer Entzerrer der vorbeschriebenen Art ist bereits bekannt, so daß er in der vorliegenden Beschreibung nicht näher beschrieben zu werden braucht. Beispielsweise ist er in "Technique for Adaptive Equalization of Digital Comunication Systems" von It.-V.Lucky in B.S.T.J., Band k5_t S.255 bis 286 vom Februar 1965 beschrieben.

Die automatische Dcniodulations^räger-Steuereinheit 100 weist die Trägerabtrenustufe 20, eine Rechenschaltung 101 und einen spannungsgesteuerten Phasnnschieber 102 auf. Die automatische Taktphasen-Steuereiiiheit 200 weist die Taktsignal-Abtrennschaltung 23, eine Subtraktionsschaltung 201 und einen spnnnungsgestcuerten Phasenschieber 202 auf.

Die Ausgänge der Integratoren 250 und 25^ des automatischen Entzerrers ¹Ih werden der Subralctionsschaltung 101 zugeführt, uiu die Differenz zwischen den beiden Ausgängen festzustellen. Das heißt, die Ausgänge der beiden Integratoren 250 und 25^ stellen die zwischen Zeichen auftretenden Störungen a ₂ und a_^_o an den Al»tastpunkten dar, die von dem mittleren AbtaatpuiiJct durch zwei Zeitschritte (siehe Fig.2) getrennt sind; der Ausgang dor Subtraktionsschnltung 101 stellt dann die Grüße (a _o - a „) dar. Entsprechend dem Ausgang der Subtraktjonsscluiltung 101 wird der spannungsgesteuerte Phasnnschieber

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102 gesteuert, um die Phase des von der Trägerabtrennstufe erhaltenen Trägers zu steuern. Das heißt die Phase des Trägers wird so gesteuert, daß der Ausgang, das heißt die Größe (a η ~ ^a_o)» ^der Subtraktionsschaltung 101 Null werden kann. Der Träger, der dann über die Phasenschieber-Schaltnng 102 dein Demodulator 22 zugeführt wird, befindet sich dann in optimaler Phase.

Entsprechend werden die Ausgänge, die die Störungen a . und a . des Impulses an den dem mittleren Abtastpunkt benachbarten Punkten darstellen, der Subtraktionsschaltung 201 zugeführt, so daß entsprechend dem Ausgang dieser Schaltung die Phasenschieber-Säialtung 202 so gesteuert wird, daß der Ausgang der Subtractionsschaltung 201 null ist. Das Taktsignal, das von der Taktsignal-Abtrennstufe 23 über die Phasenschieber-Schaltung 202 und eine ImpuMormer-Schaltimg 203· der Entscheidungssclialtung 266 zugeführt wird, liegt dann optimal in Phase. Tatsächlich ist die bei der automatischen Träger-Steuerung verwendete Zeitkonstante größer als die bei der Taktphasen-Steuerung verwendete Konstante, so daß die Phase des Trägers, wenn die optimale Phase des Taktsignals gesteuert wird, auch so gesteuert werden kann, daß sie optimal in Phase liegt.

Die mit der Anordnung gemäß der Erfindung erhaltenen Versuchsergebnisse sind in Fig.²* dargestellt. Die Versuche wurden unter Bedingungen durchgeführt, bei denen die überschüssige Bandbreite für das liestseitenband und die Nyquist-Fofmung 20%

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- 18 ~

der Nyquist-Bandbreite betrug; die Anzahl der Signalpegel betrug 8, und; die Verzerrung der Übertragungsleitung war so, daß die Öffnungen (eyes) für k Pegel durch die Steuerung der optimalen Phase des Trägers gering geöffnet waren, bevor die automatische Entzerrung durchgeführt wurde. In Fig.^i ist der

-6 Bereich dargestellt, in dem die Codefehlerrate unter 10 liegt, wenn die Phasen des Demodulations trägers und des Taktsteuersignals aus den optimalen Phasen bei Verwendung des üblichen automatischen Entzerrers erhalten sind. Aus Fig.'i sind die Vorteile der Erfindung und der Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik klar zu ersehen. Die Fläche dieses Bereichs wird durch die Variationsbreiten der spannungsgesteuerten Phasenschieberschaltungen und der Schleifenverstärkungen des Steuersystems bestimmt, so daß der in Fig.'i dargestellte Bereich, wenn es gefordert wird, vergrößert werden kann.

Bei dem vorbeschriebenen AusfUhrungsbeispiel ist der automatische Entzerrer zur Steuerung der Phasen des Trägers und des Taktsignals verwendet, die dem übertragenen Signal zugefügt sind; selbstverständlich kann aber auch, selbst wenn der automatische Entzerrer nicht verwendet ist, die vorbeschriebene Korrelation zwischen der Polarität des Signals und der des Fehlers erhalten werden, so daß die Phasen des Taktstcuerimpulses und des Trägers optimal gesteuert werden können. Weiterhin ist es auch möglich, die Phasen entsprechend den durch die einzeleuen abgetrennten Prüf impulse erhaltenen, zwischen Zeichen auftretenden Störungen automatisch zu steuern.

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Venn bei dem vorgeschriebenen Ausführungsbeispiel die Phase des Trägers um einen Winkel von beinahe 180° abgewichen ist, dann will die Phase an dem Punkt um 180 außer Phase gegenüber der optimalen Phase bleiben. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, kann beispielsweise ein Differential-Codesystem verwendet werden, so daß die Information auf der Empfangsseite selbst dann genau wiedergewonnen werden kann, wenn die Phase um 180° außer Phase ist.

Pat entans prüchο

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Claims (3)

Patentansprüche

1. Digitales Übertragungssystem, bei dem voneinem Sender das nest seitenband oder Einseitenband modulierte, im Nulldurchhang getastete Mehrpegel-Irapulssignal übertragen wird, das das TaIitsignal und den Träger enthält, die an den Bandenden des Mohrpegel-Impulssignals eingesetzt ä nd, und bei dem auf der Eiapiangöseite das Taktsignal und das Trägersignal abgetrenni und wiedergewonnen worden, so daß das Mchrpegel-Impulssignal mittels des wiedergewonnenen Taktsignals und des Irüßors domodulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen Zeichen auftretenden Störungen an den zwei dem nittleien Abtastpunkt benachbarten Abtast punkten de« Linii'ipulssignals bestimmt werden, und daß die Phase des wiodoigewonnenen Taktsignal« in der Weise gesteuert wird, daß die Diileieiiz zwischen dan zwei zwischen Zeichen auftretenden Störungen null werden kann.

2. Digitales Übei tleitungssystem nach Anspruch 1, dadurch

g c k c η η ζ. ο i e h η e t, dall jeweils die zwischen Zeichen aiii tretenden Störungen an den zwei Abtastpunkten, die von dem niitt lei cn AMastpimkt durch zwei Ztiisohritte getrennt sind, bentimnt weiden, und daß die Phase des wicdtrgewonnenen Träf.ors «ο fs ¹NtCUi¹I t wird, daß der Unterschied zwischen den beiden zwischen Zeit hon auitretenden Störungen null werden kann.

3. Di/itale.·: Ihr ji ι apuugssyst <-w nach Anspruch 2, dadurch

I t 1 < Ii 1) ; < i ν h η e t, dail tlci ljn ρ länger aui der Emp-

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BAO ORiGINAL

fangsseite einen automatisch en Entzerrer (24) mit einem Laufzeitfilter (241 bis 244) mit einer Anzahl Abgriffe (245 bis 249) zur Entzerrung der demodulierten Welle aufweist, um die zwischen Zeichen auftretenden Störungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen, daß er eine erste Subtraktionsschaltung (10J.) zur Bestimmung der Spannungsdifferenz aufweist, die die Gewichte der beiden dem mittleren Abgriff des automatischen Entzerrers (24) benachbarten Abgriffe steuert, daß eine erste Phasenschieber-Schaltung (102) zur Steuerung der Phase des Taktsignals vorgesehen, so daß der Ausgang der ersten Subtraktionsschaltung (lOl) null werden kann, daß eine zweite Subtraktionsschaltung (201) zur Bestimmung der Spannungsdifferenz vorgesehen ist, die die Gewichte der zwei von dem mittleren. Abgriff in beiden Richtungen durch zwei Zeit- ' schritte getrennten Abgriffe steuert, und daß er eine zweite Phasenschieber-Schaltung (202) zur Steuerimg der Phase des Trägers aufweist, so daß der Ausgang der zweiten Subtraktionsschaltung (201) null werden kann.

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