DE2252540B2 - Codemultiplex-Verfahren zur Nachrichtenübertragung über einen Binärkanal - Google Patents

Description

mationseinrichtung führt zum zweiten Eingang eines mod 2-Addierers 5, dessen erstem Eingang das von der Nachrichtenquelle 2 noch unmodulierte Codemultiplexsignal Σ $Ί zugeführt wird.

Am Ausgang des mod 2-Addierers 5 steht nun das auch mit der Nachricht der Nachrichtenquelle 2 modulierte Codemultiplexsignal

Ai = iiy₄ © Y_k zur Verfügung (© = mod 2-Addition), das über den Kanal 6 weitergeleitet wird.

An einer beliebigen Stelle der abgehenden Leitung 6 ist der Empfänger E angeschlossen Er enthält unter anderem beispielsweise eine Einrichtung 7, deren Eingang mil dem Übertragungskanal verbunden ist, einen Integrator 8, vor dessen beispielsweise negativem Eingang eine Verzögerungsleitung 9 geschaltet ist und einen Korrelator 10.

Der freie Eingang der Verzögerungsleitung 9 und der entgegengesetzt gepolte, hier positive Eingang des Integrators 8 ist mit dem Ausgang der Einrichtung 7 verbunden. Der Ausgang des Integrators 8 enthält das analoge Codemultiplexsignal 5, aus dem in bekannter Weise vom nachgrschalteten Korrelator die Nachrichten bitweise wiedergewonnen werden.

Fig 2 zeigt die Arbeitsweise des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels an Hand eines Zeitdiagramms für die Signalverarbeitung. Abszisse des Zeitdiagramms ist die Zeit t.

Das ankommende Codemultiplexsignal Σ Y_t (Zeile 1) soll durch den Sender S mit den in Sequenzen X_k (Zeile 2) umgewandelten Nachrichtenbit moduliert werden. Diese Modulation erfolgt durch eine mod 2-Addition.

Da das mod 2-Summensignal keinen Rückschluß auf die Polarität einer gesendeten Einzelsequenz zuläßt (die Polarität wird durch die übrigen Signale laufend geändert), die Information also nur in den Sprüngen (0—1) und 1—0 Übergänge) der mod 2-Summe liegt, müssen die Originalsequenzen zunächst transformiert werden, bevor sie im mod 2-Addierer mit demCode multiplexsignal Σ Yt addiert werden. Erfindungsgemäß wird die Polarität der transformierten Sequenz Yk (Zeile 4) immer dann geändert, wenn ein Bit der Originalsequenz X_k (Zeile 2) vorhanden ist.

Das Ergebnis der mod 2-Addition von transformierter Sequenz Yt (Zeile 4) Multiplexsignal Σ Υ₍ (Zeile 1) ist das Multiplexsignal M (Zeile 6).

Durch dieses Verfahren wird erreicht, daß durch jeden Signalsprung im binären Codemultiplexsignal ein positiver Sprung oder das Vorhandensein eines Bits der Originalsequenz erkennbar ist. Diese Tatsache wird empfangsseitig zur !Erkennung der Originalsequenz ausgenutzt.

Die Impulslänge des Bittaktes der Nachrichtenquelle und die Originalsequenz sind auf dep Empfänger abgestimmt. Durch Korrelation der Originalsequenz mit dem empfangenen Codemultiplexsignal versucht der Empfänger eine für ihn bestimmte Nachricht zu selektieren. Hierzu wird in der Einrichtung 7 des Empfängers das Codemultiplexsignal M differenziert und gleichgerichtet, so daß die Impulsfolge T (Zeile 7) entsteht. Diese Impulsfolge wird direkt auf den positiven Eingang des Integrators und, um die Bittaktdauer te verzögert, dem negativen Eingang des Integrators zugeführt.

Jeder auf den positiven Eingang des Integrators eintreffende Impuls bewirkt eine dem Flächeninhalt des Impulses entsprechende Zunahme des Ausgangssignals des Integrators, jeder auf den negativen Eingang des Integrators verzögert eintreffende Impuls bewirkt eine Abnahme des Ausgangssignals des Integrators. Der nur vom ersten Impuls des Signals Γ erzeugte Impuls S₁ ist in Zeile 8 gezeigt Da die Verzögerungszeit der Verzögerungsleitung 9 ta ist, ist die Impulsdauer des Impulses S₁ genau /&. Vom zweiten Impuls der Impulsfolge T entsteht so auf die gleiche Weise der Impuls S₈ in Zeile 9 usw.
Da sich die Impulse im Integrator überlagern, entsteht so am Ausgang des Integrators 8 das Summensignal S = £si, das dem bekannten analogen Codemultiplexsignal entspricht Aus diesem kann anschließend in an sich bekannter Weise durch den Korrelator 10 die Nachricht als Folge von Nachrichtenbits N selektiert und weiterverarbettet werden.

Bei Verwendung von rauschähnlichen Sequenzen — und gerade solche sind für die Übertragung beliebig gegeneinander phasenverschobener Sequenzen interessant — Hegt kein strenges Orthogonalsystem vor, da der Kreuzkorrelationskoeffizient einer bestimmten Sequenz mit der Summe aller übrigen Sequenzen nicht verschwindet. Es müssen deshalb sehr lange Sequenzen verwendet werden, die soviel Ähnlichkeitsinformation enthalten, daß sie mit großer Wahrscheinlichkeit im Summensignal gefunden werden können. Um kürzere Sequenzen verwenden zu können, ist es daher vorteilhaft, aus dem Signal T (Zeile 7) nicht das analoge Sunmensignal S (unterste Zeile) zu erzeugen, sondern das Signal T direkt mit dem Signal Xkd (Zeile 5) zu korrelieren.

Dieses Signal Xkd entsteht wie das Signal T (Zeile 7) durch Differenzieren und Gleichrichten der im Korrelator vorliegenden dem Empfänger zugeordneten Binärsequenz Y_k (Zeile 4). Im Empfänger entfallen dadurch die Verzögerungsleitung 9 und der Integrator 8, so daß der abgeänderte Korrelator 10 in diesem Fall von der Einheit 7 die Impulsfolge T direkt zugeführt bekommt.

In Fig. 3 ist für die Aufbereitung des Codemultiplex-Signals gemäß der Erfindung eine vorteilhafte Blockschaltung einer Transformationseinrichtung 4 angegeben. Sie besteht aus einem UND-Glied 41 mit zwei Eingängen, dessen Ausgangstakt eine bistabile Kippstufe steuert. Die Eingänge der Kippstufe sind miteinander verbunden.

Dem ersten Eingang des UND-Gliedes 41 wird das Bittaktsignal T_B (Zeile 3 in Fig. 2) zugeführt, dem zweiten Eingang die zu transformierende Binärsequenz Xk (Zeile 2 in Fig. 2). Sind beide Signale in gleicher Polarität anwesend, so gibt das UND-Glied ein Signal ab, welches die Kippstufe in den jeweils anderen stabilen Zustand umkippt. Die transformierte Binärsequenz Yk (Zeile 4 in Figur 2) kann direkt einem der beiden Ausgänge der Kippstufe 42 entnommen werden.

ss Bei dem Codemultiplex-Verfahren gemäß der Erfindung ist es von Vorteil, wenn die Einzelsequenzen gegeneinander eine Phasenverschiebung t_p aufweisen, die mindestens so groß ist, wie de*- reziproke Wert der Grenzfrequenz f_g der Kanal-, Sende- und Empfangs-

⁶" elektronik. Diese Phasenverschiebung kann in bekannter Weise durch Zeitquantisierung erreicht werden. Dazu sind die Binärsequenzen der einzelnen Nachrichtenquellen um jeweils die Zeit t_p > l//„ (Zeilen 1 und 2 in Fig. 2) phasenverschoben.

Die Phasenverschiebung der verschiedenen Binärsequenzen wird bei Inkaufnahme einer angebbaren Fehlerwahrscheinlichkeit aber auch durch beliebiges, zufälliges Aussenden der Binärsequenzen erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

fanesstation erkennt ihre Sequenz und damit ihre Nach-,«*T durch Korrelationsempfang. Bei einem Binät·- Patentansprüche: Ä jedoch S Addition der Einzelsequenzen nicht

1. Codemulüplex-Verfahren zur Nachrichten- ^j^rfindung üegt die Aufgabe zugrunde, über

übertragung über ejnen BinarkanaL b« dem eine 5 £l\z;S*£nkzniu, der »iur zwei Zustände über-

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daß die transformierten Sequenzen der einzelnen Polantat stets aann «uiuc , _transformj_erten _Se_

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2 addiert weiden, so daß eine Binärfolge entsteht, quenzen der emzelnen

die. der mod 2-Summe a„er Komponenten ent- gjJ*«

Äs Summensigna, als Binärfolge in den

SS=USSSStAiSA^ wlÄ^ngsseitig »W**!— der richtenbits rin analoges Summensignal dadurch Nachrichtenb.ts em analoges Summens.gnal dadurch gebildet wird, daß bei jedem Sprung im mod 2- bildet wird, daß beijedemSprung.mm^S^^ Summensignal dem jeweils vorhandenen Ausgangs- signal dem jeweils ^™*™™^™^*!™ signal eine Amplitudenstufe der Dauer eines Se- *5 Ampi.tudenstufe: der^Dauer eines Sequenzbits hinzuquenzbits hinzuaddiert wird und addiert wird und daß anschließend das analoge Sum-

daß anschließend das analoge Summensignal in mensignal in bekannter We.se be'sp.elswe.se durch bekannter Weise, beispielsweise durch einen Kor- einen Korrelator weiterverarbeitet ™ relator weiterverarbeitet wird. Die Erfindung ermöglicht es, auch Codemult.plex-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 signale über binäre Kanäle zu übertragen wie ζ B. zeichnet, daß sendeseitig die transformierten Se- über eine Glasfaser e.tung, welche beispielsweise die quenzen der Nachrichtenquellen in beliebiger Pha- Zustände »Licht« als logische >> «und »kein Licht« senlage zueinander jeweils mod 2 addiert werden. als logische »0« übertragt. Damit können auch Funk-

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dienste ohne aufwendige Synchronisierungsmaßnahdurch zeitquantisierte Aussendung der transfor- 35 men insbesondere an das integrierte Fernsprech- und mierten Binärsequenzen, so daß alle Teilsequenzen Datennetz angeschlossen werden Senden die verder mod 2-Summe eine Mindestphasenverschie- schiedenen Nachrichtenquellen die transformierten bung (/„) gegeneinander aufweisen. Binärsequenzen in beliebiger Phasenlage so kann die

4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, Teilnehmerzahl erhöht werde« ohne daß mit wesentgekennzeichnet durch die empfanteilige Erken- 4° liehen Störungen durch fehlerhafte Korrelation gerechnung der Nachrichtenbits mittels Korrelation der net werden muß. Werden jedoch die Aussendungen differenzierten und gleichgerichteten Originalse- der transformierten Binärsequenzen zeitquantisiert, so quenz (X_ki) mit dem differenzierten und gleichge- steigt die Sicherheit gegen Bitfehler ganz erheblich, richteten mod 2-Summensignal (T). Weiterhin trägt es zur Verbesserung der Erkennung

45 der Nachrichtenbits für den Empfanger bei, wenn die

Korrelation mit der differenzierten und gleichgerichte-

Die Erfimdung betrifft ein Codemultiplex-Verfahren ten Originalsequenz und dem differenzierten und zur Nachrichtenübertragung über einen Binärkanal, gleichgerichteten mod 2-Summensignal durchgeführt bei dem eine Vielzahl von Quellen Nachrichten in Form wird.

von jeweils einer Binärsequenz je Nachrichtenbit über- 5<> Die Erfindung wird nun an Hand von Austuhrungstragen beispielen näher erläutert. Es zeigt:

Es ist bekannt, die Nachrichtenübertragung über Fig. 1 Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung

einen binären Kanal nach dem Zeitmultiplex-Verfah- zur Durchführung des erfindungsgemaßen Verfahrens, ren mit PCM-Signalen durchzuführen. Fig.

2 Zeitdiagramm zur Erläuterung der Signalauf-

Dieses Verfahren bedarf einer strengen Rahmen- 55 bereitung und Signalrückgewinnung, synchronisierung, was sich auf die Flexibilität nach- Fig.

3 Blockschaltbild einer Transformationseinteilig auswirkt. Auch die Vermittlung der PCM-Signale richtung.

in Netzknoten ist sehr aufwendig. In Fig. 1 stellt die Leitung 1 den Übertragungein flexiblen Systemen wie z. B. bei der Nachrichten- kanal dar, dessen Codemultiplex-Signal 1.Yu welches Übertragung über Satelliten werden deshalb auch ^6o bereits nach dem erfindungsgemaßen Verfahren entasynchrone Systeme, wie das Codemultiplex-Verfahren standen ist, durch die Nachrichtenquelle 2 mit weiteren eingesetzt. Hier moduliert jeder Sender die eigentlichen Nachrichten gemäß dem erfindungsgemaßen Verfahren Nachrichtenbits mit einer empfängerspezifischen Bi- gespeist werden soll. Hierzu werden d.e Nachrichten* närsequenz und sendet diese periodisch aus, ohne bits der Nachrichtenquelle bitweise vom Sequenz-Rücksicht auf die Phasenlage der gesendeten Sequenz ⁶5 generator 3 in bekannter Weise in positive und negazu den Sequenzen anderer Stationen. Im Satelliten- tive Binärsequenien und anschließend in einer mnsumsetzer werden alle ankommenden Sequenzen auf- formationseinrichtung4gemäßdemerfindungsgemaiien addiert, verstärkt und wieder ausgesendet. Jede Emp- Verfahren umgewandelt. Der Ausgang der Iranstor-