DE2259359B2 - Schaltungsanordnung fuer eine fernmeldeanlage mit teilnehmerstellen und relaisstationen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung für eine Fernmeldeanlage mit Teilnehmerstellen und Relaisstationen, bei der die Übertragung binärcodierter Nachrichten zwischen den Teilnehmerstellen und der jeweils nächstgelegenen Relaisstation in zwei den beiden Verkehrsrichtungen zugeordneten, für alle Teilnehmerstellen gleichen Frequenzbändern nach dem Codemultiplex-Verfahren durch den rufenden oder den gerufenen Teilnehmerstellen zugeordnete Adreßcodes erfolgt und bei der der in den beiden Verkehrsrichtungen übertragene Nachrichtenfluß der einzelnen Teilnehmerstellen durch Zeiträume unterbrochen ist, die keine oder eine gleichbleibende Information aufweisen, die sendeseitig durch eine laufende Prüfung des Nachrichtenflusses erkannt werden.

Bei den bekannten Codemultiplex-Übertragungsanlagen (W. Herold: »Der Einfluß der harten Begrenzung in einem Nachrichtensatelliten auf die Übertragungskapazität eines Zeitfunktionenmultiplex-Verfahrens«, A.E.Ü, Band 23, 1969, Heft 6, S. 289 bis 294) erfolgt der gleichzeitige Nachrichtenaustausch zwischen mehreren Teilnehmerstellen gemeinsam in dem begrenzten Frequenzband einer Relaisstation, die das empfangene Summensignal aller sendenden Teilnehmerstationen empfängt und die für die empfangenden Teilnehmerstationen bestimmten Signale als Summensignal in einem anderen Frequenzband abstrahlt. Es ist dabei das von jeder Sendestation erzeugte hochfrequente Trägersignal mit zwei unterschiedlichen Modulationsarten beaufschlagt Durch die erste Modulation ist dem Träger ein Adreßcode überlagert, der den Vielfachzugriff vieler Sendestationen im gleichen Frequenzband zum Empfänger der Relaisstation ermöglicht. Dieser Adreßcode ist die Adresse der gerufenen oder der rufenden Teilnehmerstelle und es kann der Empfänger jeder Teilnehmerstelle und der Relaisstation den für sie bestimmten Träger durch Korrelation des Summensignals mit dem empfangsseitig erzeugten und mit dem empfangenen Summensignal synchronisierten gleichen Adreßcode empfangen. Die zweite Modulation ist die zu übertragende codierte Nachricht, die dem Adreßcode überlagert ist

Es liefern daher beim Empfänger neben dem gewünschten Träger auch die Träger aller derjenigen sendenden Stationen Anteile, die in dem gleichen Frequenzband arbeiten. Diese unerwünschten Träger wirken sich als Störsignale aus. Da jedoch im Empfangskorrelator derselbe Adreßcode wie im Sender phasenrichtig zugesetzt wird, wird durch diese multiplikative Mischung die in der Sendestation durch die erste Modulation bewirkte Bandspreizung auf die verhältnismäßig große Sendebandbreite wieder rückgängig gemacht, und zwar nur bei dem Signal, das durch diesen Adreßcode übertragen ist. Die übrigen Signale bleiben breitbandig und können nur mit den innerhalb der Nachrichtenbandbreite liegenden Komponenten stören. Es entsteht dadurch ein Korrelationsgewinn, der gleich dem Quotienten aus der Sendebandbreite und der Nachrichtenbandbreite ist. Die neben dem meist vernachlässigbaren Eingangsrauschen des Empfängers aufgenommene Störleistung nimmt proportional mit der Zahl der übrigen Träger und ihren Leistungen zu. so daß der Korrelationsgewinn und folglich auch das Signal-Rausch-Verhältnis verschlechtert werden.

Es kann demnach eine große Störleistung nur durch eine große Sendebandbreite, alio durch einen großen Spreizfaktor, kompensiert werden. Es besteht jedoch bei der Einrichtung von Fernmeldeanlagen grundsätzlich die Schwierigkeit des Auffindens breiter freier Frequenzbänder. In den üblichen Fernmeldeanlagen werden jedoch die benötigten breiten Frequenzbänder allgemein zeitlich nicht voll ausgenutzt, weil die Nachrichtenquellen, beispielsweise im Sprechverkehr und selbst auch im Datenverkehr, keinen gleichmäßigen Nachrichtenfluß aufweisen, sie liefern entweder zeitweise überhaupt keine oder während längeren Zeiträumen eine gleichbleibende Information, die beispielsweise bei der Amplitudenquantisierung mittels Deltamodulation aus einer Folge von Zeichen abwechselnder Polarität besteht. Beim Verkehr zwischen zwei Partnern ist allgemein zu einer Zeit ein Nachrichtenfluß immer nur in einer Richtung vorhanden und auch dieser weist kürzere und längere Unterbrechungen auf.

In der DT-AS 19 47 688 ist bereits eine Steueranordnung für ein sogenanntes TASI-System beschrieben, das Sprachpausen zur Einsparung von Übertragungskapazität ausnutzt. Dabei werden in einer Sendeeinrichtung η Sprachkanäle zusammengefaßt und die Information über einen gemeinsamen Kanal übertragen. Die Zusammenfassung erfolgt durch Unterdrückung der Sprachlücken und zeitliche Stimulierung der Sprachinformation. Es ist deshalb somit eine Art Zeitmultiplexsystem für die analoge Sprachinformation. Zusätzlich wird noch ein Übertragungskanal benötigt, welcher der

Empfangseinrichtung mitteilt, wie die Sprachinformation auf die η Kanäle aufzuteilen ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der eingangs erwähnten Schaltungsanordnung die Eigenschaften der Nachrichtenquellen, nämlich nur zeitweise einen vollen Nachrichtenfluß zu liefern, für eine Verringerung der beanspruchten Sendebandbreite und für eine Verringerung der durch die bei den Empfangsstellen unerwünschten Träger verursachten Störungen auszunutzen.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß während derartiger Zeiträume die Sendeleistung auf einen Wert abgesenkt wird, der für die empfangsseitige Aufrechterhsltung der Codesynchronisation sowie zur Feststellung der Zeitraumdauer ausreichend ist, und daß zur zusätzlichen Markierung der Anfangs- und Endzeitpunkte derartiger Zeiträume kennzeichnende Signale übertragen werden.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist sendeseitig ein Zwischenspeicher vorgesehen, über den der binärcodierte Nachrichtenfluß geleitet wird, wobei durch eine laufende Koinzidenzprüfung derartige Zeiträume feststellbar und die kennzeichnenden Signale ableitbar sind. Es kann auch die Codierung der unterschiedlichen Quantiesierungsstufen der Nachrichtensignale durch Zuordnung unterschiedlicher Adreßcodeworte erfolgen, die als Kollektiv der gleichen rufenden oder gerufenen Teilnehmerstelle zugeordnet sind.

Hierdurch werden die Vorteile erreicht, duß in einer nach dem Codemultiplex-Verfahren arbeitenden Fernmeldeanlage, in der eine Anzahl Teilnehmerstellen in Betrieb sind, bei jeder empfangenden Teilnehmerstelle nicht die der Anzahl der übrigen Teilnehmerstellen entsprechende Gesamtstörleistung auftritt. Wird nämlieh in Betracht gezogen, daß jede Teilnehmerstelle in ihrer Senderichtung im Mittel nur während der Hälfte ihrer Betriebsdauer für einen Informationsfluß ausgenutz wird, der außerdem noch kürzere oder längere Pausen enthält, so kann ein zeitlicher Ausnutzungsfaktor des Sendekanals von 25 % angenommen werden, der für die Verringerung der Sendeleistung während der nicht ausgenutzten Sendezeit herangezogen wird. Es entsteht daher nur eine Störleistung, die dem Mittel der reduzierten Sendeleistungen entspricht. Es wird die verringerte Störleistung für eine Verringerung der Frequenzbandbreite ausgenutzt.

Die Erfindung wird an schematischen Blockschaltbildern erklärt.

Die Fig. la und Ib zeigen den Sender und den Empfänger einer Fernmeldeanlage, in der die Sendeleistung in Abhängigkeit vom Informationsfluß steuerbar ist.

In den F i g. 2a und 2b sind der Sender und der Empfänger einer Anlage mit steuet barer Sendeleistung dargestellt, bei der den einzelnen Amplitudenstufen unterschiedliche Codes zugeordnet sind.

Bei dem in dem Blockschaltbild F i g. 1 a dargestellten Sender werden die zu übertragenden Nachrichten am Punkt 1 dem Amplituden-Quantisierer 11 zugeführt, de> die Analogwerte der Nachricht abtastet und in Stufen quantisiert. In dem nachfolgenden Analog-Digital-Wandler 12 werden den ermittelten Quantisierungsstufen binäre Zeichen zugeordnet.

Für die Überwachung des Nachrichtenflusses wird das Ausgangssignal des Amplituden-Quantisierers 11 dem Regelgerät 13 zugeführt, das den Nachrichtenfluß auf Informationspausen und über längere Zeit gleichbleibende Informationen überwacht Für die Dauer derartiger Zeiträume betätigt das Regelgerät den hier nur schematisch dargestellten Umschalter 14, der den Wandler 12 abschaltet und das Regelgerät 13 an den nachfolgenden Modulator 16 anschaltet Es kann dann das Regelgerät 13 die die Anfangs- und Endzeitpunkte derartiger Zeiträume kennzeichnenden Signale abgeben. In Modulator 16 wird jedes Zeichen der Nachrichten und der Signale dem der rufenden oder gerufenen Teilnehmerstelle zugeordneten und von dem Generator 15 gelieferten Adreßcode aufmoduliert. Dem Modulator 16 ist der regelbare Verstärker 17 nachgeschaltet. Zwischen den kennzeichnenden Anfangs- und Endsignalen reduziert das Regelgerät 13 durch eine Steuerspannung die Ausgangsleistung des Verstärkers 17, die durch den HF-Modulator 18 in den gewünschten Übertragungsbereich umgesetzt und über die Antenne 19 abgestrahlt wird.

Bei dem in F i g. 1 b dargestellten Empfänger wird das durch die Antenne 2 empfangene Sunjmensignal durch den Demodulator 21 in den NF-Bereich umgesetzt. Anschließend gewinnt der Korrelator 22 die Nachrichtenzeichen mit dem durch den Generator 23 gelieferten Adreßcode zurück. Diese werden im Zwischenspeicher 24 abgespeichert. Mit Hilfe einer Energiemessung des Ausgangssignals des Korrelators 22 und mit Hilfe der im Zwischenspeicher 24 aufgenommenen kennzeichnenden Signale stellt das Regelgerät 25 die Zeiträume gleichbleibender Information fest, schaltet den Schalter 26 auf seinen eigenen Ausgang, der entsprechend den Kennungen Signale an den Digital-Analog-Wandler 27 liefert. Das erzeugte Analogsignal wird dem Verbraucher bei 28 zugeführt.

Die Anwendung eines Zwischenspeichers für die laufende Aufnahme der Information ist nicht nur empfangsseitig, wie in Fig. Ib gezeigt, sondern auch sendeseitig empfehlenswert, da damit Vereinfachungen im Aufbau des Senders und Verbesserungen bei der Abgabe der kennzeichnenden Signale erreichbar sind. Es sind dafür im Sendeschaltbild Fig. la nach dem Analog-Digital-Wandler 12 zusätzlich ein Zwischenspeicner einzufügen, der die digitalisierte Information zwischenspeichert. Den Speicherinhalt, und nicht direkt das Ausgangssignal des Quantisierers 11, überprüft das Regelgerät 13 auf das Auftreten derartiger Zeiträume.

Bei dem in Fi g. 2a dargestellten Sender erfolgt nach der Abtastung und Quantisierung der Nachrichtensignale im Quantisierer 31 eine Umcodierung der Stufenwerte in unterschiedliche Adreßcodeworte durch den Codewort-Generator 32. Es ist hierbei jeder Quantisierungsstufe ein besonderes Codeworl zugeordnet und alle Codeworte einer Quantisierung bilden ein Kollektiv, das einer rufenden oder einer gerufenen Teilnehmerstelle zugeordnet ist. Die Zeiträume gleichbleibender Information werden durch das Regelgerät 33 festgestellt, welches den Schalter 34 betätigt, ein kennzeichnendes Codewort aussendet und den Verstärker 37 auf den reduzierten Sendepegel umschaltet.

Im Empfänger F i g. 2b wird das durch den HF-Demodulator 41 in den NF-Bcreich umgesetzte Summensignal der Korrelationseinrichtung 42 zugeführt. Diese enthält so viele Einzelkorrelatoren, wie unterschiedliche Quantisierungsstufen sendeseitig angewendet werden, jeder Einzelkorrelator erhält sein Codewort aus dem Codewort-Generator 43. Je nachdem, welches Codewort übertragen wird, spricht einer der Einzelkorrelatoren an und gibt die dem Codewort zugeordnete Information an den Digital-Analog-Wandler 47 ab. Die

Erregung bestimmter Einzelkorrelatoren meldet dem Sprachkanäle an beliebiger Stelle in den Übertragungs-

Regelgerät 45 die nachfolgende Sendepegelabsenkung, kanal eingefügt werden, da sie keinerlei Kenntnis über

so daß dieses die unterdrückte Information nach der den momentanen Zustand der anderen Kanäle benöti-

Betätigung des Schalters 46 an den Digital-Analog- gen. Dies bringt vor allem für Funkkanäle erheblichen

Wandler 47 abgeben kann. 5 Vorteil. Während der Sprachlücken wird die Sendelci-

Bei der in den Fig.2a und 2b gezeigten Sende- und stung abgesenkt, so daß sich der Störabstand für die

Empfangsanordnung wird vorzugsweise ständig ein anderen Kanäle verbessert. Für die Markierung der

bestimmtes Codewort mit niedrigem Pegel additiv dem Anfangs- und Endzeitpunkte derartiger Zeiträume muß

Ausgangssignal des Verstärkers überlagert, um die beim TASI-System eine zusätzliche Information über-

Aufrechterhaltung des Synchronismus während der io tragen werden. Bei Verwendung von Code oder

ganzen Übertragungszeit sicherzustellen. Außerdem Leistungsmultiplex entsprechend vorliegender Erfin-

stehen die unterschiedlichen Codeworte in fester dung kann hier grundsätzlich verzichtet werden, da

Phasenbeziehung zueinander. anhand einer Empfangsleistungsmessung die Sprach-

Bei den beschriebenen Anordnungen darf der pausen feststellbar sind. Die bei dem TASI-System

Sendepegel während den genannten Zeiträumen nur so 15 vorhandenen kennzeichnenden Signale sind bei der

weit abgesenkt werden, daß auch in diesem Zustand die erfindungsgemäßen Schaltung somit überflüssig. Sie

Codesynchronisationsschaltung, die in hier nicht darge- werden lediglich deshalb eingefügt, weil die Kanäle

stellter Weise an die HF-Demodulationsschaltung weiterhin mit niedriger Energie betrieben werden und

angeschaltet ist, die Synchronisation halten kann. Nur weil es gleichgültig ist, ob die Sprachpausen durch

dann ist sofort nach der Erhöhung des Sendepegels der 20 O-Signale oder durch kennzeichnende Signale charakte-

Empfang der Information wieder möglich. risiert werden. Eine vorläufige Unterbrechung eine?

Im Gegensatz zu dem eingangs beschriebenen Kanals wie bei dem TASI-System gibt es he

TASI-System können bei vorliegender Erfindung die η vorliegender Erfindung nicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für eine Fernmeldeanlage mit Teilnehmerstellen und Relaisstationen, bei der die Übertragung binärcodierter Nachrichten zwischen den Teilnehmerstellen und der jeweils nächstgelegenen Relaisstation in zwei den beiden Verkehrsrichtungen zugeordneten, für alle Teilnehmerstellen gleichen Frequenzbändern nach dem Codemultiplex-Verfahren durch den rufenden oder den gerufenen Teilnehmerstellen zugeordnete Adreßcodes erfolgt und bei der der in den beiden Verkehrsrichtungen übertragene Nachrichtenfluß der einzelnen Teilnehmerstellen durch Zeiträume unterbrochen ist, die keine oder eine gleichbleibende Information aufweisen, die sendeseitig durch eine taufende Prüfung des Nachrichtenflusses erkannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß während derartiger Zeiträume die Sendeleistung auf einen Wert abgesenkt wird, der für die empfangsseitige Aufrechterhaltung der Codesynchronisation sowie zur Feststellung der Zeitraumdauer ausreichend ist, und daß zur zusätzlichen Markierung der Anfangs- und Endzeitpunkte derartiger Zeiträume kennzeichnende Signale übertragen werden.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig ein Zwischenspeicher vorgesehen ist, über den der binärcodierte Nachrichtenfluß geleitet wird, wobei durch eine laufende Koinzidenzprüfung derartige Zeiträume feststellbar und die kennzeichnenden Signale ableitbar sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung der unterschiedliehen Quantisierungsstufen der Nachrichtensignale durch Zuordnung unterschiedlicher Adreßcodeworte erfolgt, die als Kollektiv der gleichen rufenden oder gerufenen Teilnehmerstelle zugeordnet sind.

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