DE2360895A1

DE2360895A1 - Coderegenerationsnetzwerk fuer pulscodeuebertragungssysteme

Info

Publication number: DE2360895A1
Application number: DE2360895A
Authority: DE
Inventors: Kotaro Kato
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1972-12-07
Filing date: 1973-12-06
Publication date: 1974-07-25
Also published as: JPS4979760A; CA995304A; IT1033516B; US3898572A; JPS531008B2; FR2210051B3; FR2210051A1

Description

Coderegenerationsnetzwerk für Pulscodeübertragungssysteme

Die Erfindung betrifft ein Goderegenerationsnetzwerk zur Wiedergewinnung (Regeneration) von im Übertragungspfad eines Pulscodeübertragungssystems verzerrten Folgen von Godesignalen auf der Empfängersexte. Es dient zur Wiedergewinnung der Codesignale mit rechteckiger Wellenform, frei von Wellenform-Verzerrungen aus einem empfangenen Verzerrungen aufweisenden Codesignal. Ein derartiges Coderegenerationsnetzwerk soll insbesondere bei der Regeneration von Codesignalen Anwendung finden, die mit hoher Geschwindigkeit übertragen werden.

Bei der Übertragung in Pulscodeübertragungssystemen erfahren Codesignale mit rechteckiger Wellenform im Übertragungspfad zwischen Sender und Empfänger Verzerrungen, so z.B. eine laufzeitverzerrung als Folge verschiedener Interfrerenzen. Auf Empfängerseite wiBÖ daher ein Coderegenerationsnetzwerk eingesetzt, de» die empfangenen Codesignale wieder entzerrt, d.h.

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mit rechteckiger Wellenform wieder so herstellt, daß sie frei von der Laufzeitverzerrung und anderen Verzerrungen sind.

Bei herkömmlichen Coderegeneratoren wird zunächst entschieden, ob der Code den logischen Wert "1" oder "0" hat; diese Entscheidung hängt davon ab, ob der Momentanwert zum Auslesezeitpunkt des empfangenen Signals einen bestimmten Schwellwert überschreitet oder nicht. Daher muß die Taktfolge der Ausleseimpulse, die am Goderegenerator wirksam v/erden, gleich der Taktfolge der Codesignale sein, die am Eingang des Coderegenerators anliegen. Daraus folgt auch, daß ein Anwachsen der Folgefrequenz der eingehenden Codesignale, die einem Coderegenerator zugeführt werden, unmittelbar auch ein Anwachsen der Auslesegeschwindigkeit des Coderegenerators mit sich bringt.

Die Empfindlichkeitscharakteristik der Coderegeneratoren selbst wird jedoch bei einer Zunahme der Auslesegeschwindigkeit schlechter. Das führt im Zeitpunkt des Auslesens zu ungünstigen Effekten, z.B. einem Zunehmen des.Slatterns (jitter). Deshalb ist die betriebsmäßige realisierbare Taktfolgefrequenz des· Coderegenerators auch gleichzeitig von vornherein die obere Grenze für die Taktfolgefrequenz der eingehenden Folgen von Codesignalen. Die Regeneration von Codesignalen, deren Geschwindigkeit am Eingang des Coderegenerators größer war als die maximale Betriebsfrequenz der darin verwendeten Schaltung, die die eigentliche Regeneration bewirkte, war daher unmöglich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ooderegenerationsnetzwerk zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist und das für die Hochgeschwindigkeitsübertragung von Codesignalen geeignet ist, und zwar derart, daß die Übertragungsgeschwindigkeit der Godesignale ein Mehrfaches, insbesondere ein N-facheß (dabei soll Ή eine positive ganze Zahl größer oder gleich 2 sein) der maximalen Betriebsfrequenz der eigentlichen Sehaltungseinleiten, die die Regeneration bewirken, ist.

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Erfindungegemäß ist eine Coderegenerationsschaltung der eingangs genannten Art dadurch gekennzeichnet, daß aus der eingehenden Folge von Öodesignalen ein Verzweigungsnetzwerk ET Folgen von Codesignalen derselben Taktfolgefrequenz gewinnt (F ist eine positive ganze Zahl und gleich oder größer als 2), und daß ein Generator aus ihm zugeführten Taktimpulsen, die mit derselben Taktfolgefrequenz und zu denselbenZeitpunkten wie die eingehenden Folgen von Codesignalen auftreten, F "Folgen von Ausleseimpulsen ableitet, deren einzelne Ausleseimpulse jeweils im Abstand von N Bits der eingehenden Folge von Codesignalen auftreten und gegenüber den einzelnen Ausleseimpulsen der unmittelbar vorhergehenden Folge von AusIeseimpulsen um ein Bit verschoben Bind, und daß ferner jede dieser F Folgen von Ausleseimpulsen jeweils an einen Eingang je einer von N Coderegeneratoren gelangt, an deren andere Eingang-ferner je eine der vom Verzweigungsnetzwerk abgegebenen Folge von Codesignalen gelangt," daß ferner "^^''-Verknüpfungsgliedern, die je einem Coderegenerator und einer Folge von Ausleseimpulse zugeordnet sind, bei Koinzidenz der von den Coderegeneratoren abgegebenen Signale mit den zugeordneten Ausleseimpulsen Signale abgeben, die an ein "ODER"-Verknüpfungsglied gelangen, dessen Ausgang die regenerierte Folge von Codesignalen darstellt.

Damit ergibt sich auf der Empfängersexte ein Coderegenerationsnetzwerk, das bei den verschiedensten Fachrichtenübertragungssystemen einsetzbat ist, so insbesondere bei der Übertragung von digital codierten TV-Signalen, bei PCM-Übertragungssystemen, die in Multiplex-Form mehrere Sprachfrequenz-Kanäle aufweisen und bei.denen eine Hochgeschwindigkeitsübertragung von Daten stattfindet. Es ist auch bei einer Höchstgeschwindigkeits-PCM-lJbertragung einsetzbar, bei der Signalfolgen verarbeitet werden, die Multiplex-Verknüpfungen von Signalen darstellen. Die Erfindung schafft damit eine sehr bedeutsame Verbesserung der Qualität bei .einer solchen Übertragung. Weitere Aufgabestellungen und Vorteile ergeben eich aus der nachfolgenden Darstellung e±i es Ausführüngsbeispiels.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; es stellen dar:

Pig. 1 ein Blockschaltbild eines Coderegenerationsnetzwerkes nach einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Generators zur Erzeugung von Ausleseimpulsen, der Bestandteil des Ausführungsbeispiels nach Fig.. 1 ist;

Pig. 3 eine Darstellung verschiedener im Betrieb auftretender Wellen-Zeitabläufe von Signalen zur Erläuterung des Generators nach Pig. 2;

Pig. 4 eine Darstellung verschiedener Zeitabläufe im Ausführungsbeispiel nach I¹Ig. 1.

Pig. 1 zeit ein Ausführungsbeispiel· eines Coderegeneratornetzwerkes. An der Eingangsklemme 1 wird das Codesignal empfangen, dessen Wellenform bei der Übertragung im Übertragungspfad verzerrt worden ist. An der Eingangsklemme 2 gehen Taktimpulse ein; ihre V/iederholungsfrequenz ist genau gleich der Taktfolgefrequenz der Codesignale an der Eingangskleimae 1 . In dem Verzweigungsnetzwerk 3 werden aus der Folge der an der Eingangskiemme 1 eingehenden Codesignale II genau gleiche Polgen von Codesignalen gewonnen. Es ist ferner ein Generator 4 vorgesehen, der auf der Grundlage der an 2 eingehenden Taktimpulse Polgen von Ausleseimpalsen 6.1, 6.2, 6.3, ..., 6.N erzeugt.

Eine Möglichkeit der Realisierung des Generators 4 ist in Pig. und 3 gezeigt. Sie gilt für Ή = 3. Ein Durchschnittsfachmann kann darauf aufbauend jedoch eine entsprechende Schaltung für jeden Wert von N realisieren. ; Ii ist eine positive ganze Zahl und größer oder gleich 2.

101, 102 und 103 in Pig. 2 sind an sich bekannte Schieberegister. Sie setzen ihnen am Eingang zugeführte Signale 105, 106 und in entsprechende Signale 106, 107 und 108 an ihrem Ausgang um. Diese Umsetzung erfaßt Bit für Bit mit der Geschwindigkeit der

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Folge von 3}aktimpulse, die ionen von der ihnen gemeinsam zugeordneten Eingangsklemme 2 her zugeführt werden. D,ie Schieheregister 101, 102 und 103 gehen ferner je an einem zweiten Ausgang Signale 109, 110 und 111 ab. Ihre Polarität ist derjenigen der Signale 106, 107 und 108 entgegengesetzt. Mit 104 ist ein ¹¹UHI)"-Verknüpfungsglied bezeichnet. An seinem Ausgang erscheint ein den logischen Wert "1" darstellendes Signal 105 (im folgenden: das Signal ist "1") dann und nur dann, wenn die Signale 109 und 110 an seinen Eingängen desselben zugeführt werden, ebenfalls "1" sind. In jedem anderen FaIl wird ein den logischen Wert "0" darstellendes Signal (im folgenden: das Signal ist "O¹I) abgegeben.

Uimmt man als Anfangszustand an, daß die Signale 109 und beide "1" sind, ist das Signal 105 am Ausgang ebenfalls "1"; die Signale 106 und 107 sind !¹O".

Ein Bit später ist das Signal 106 au Ausgang des Schieberegisters 101 "1"; die Signale 107 und 108.werden "0". Damit wird auch das Signal 109 "0" und die Signale 110 und 111 v/erden "1". Bas Signal 105 am Ausgang des "IJlüP-Verknüpf ungsgliedes 104 wird daher wieder "Q" annehmen.

Ein weiters Bit später werden die Signale 106 und 107 jeweils "Q" bzw. "1^I? annehmen.

Das Signal 108 bleibt '!Q'¹. Infolge der Verknüpfung werden wiederum ein weiteres Bit später beide Signale 106 und 107 "0" und das Signal "108" wird "1". Die beiden Signale 109 und 110, deren Polarität jeweils entgegengesetzt derjenigen der Signale 106 und 107 ist, werden dann "1".

Damit ist der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt. Von da ab wiederholt sich der gleiche Zyklus. Man erhält an den Ausgängen der Schieberegister 101, 102, 103 Signale 106, 107 und 108 jeweils mit der gewünschten Wellenform. · Der Zeitablauf ist in.Pig. 3 dargestellt; dabei sind die Wellenverläufe der Signale

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rait den in fig. 2 den Signalen zugeordneten Bezugszeichen versehen. Der Generator nach Pig. 2 ist bekannt; aus seiner Beschreibung geht hervor_r wie man seine Punktion durch andere äquivalente Schaltungen ersetzen kann.

In Pig. 1 sind ferner 7.1 bis 7.1T Coderegeneratoren vorgesehen; sie werden durch bekannte flankengetriggerte Plip-Flops gebildet und lesen die Polgen von Codesignalen 5.1 - 5.N mit Hilfe der Ausleseimpulse 6.1 - 6.1\T aus und erzeugen dabei Polgen von Codesignalen 3.1 - 3.1 mit rechteckiger Wellenform. Der Hauptbestandteil jeder dieser Coderegeneratoren ist ein sog. "Master-Slave"-Plip-Plop; die Verwendung anderer Schaltkreise mit äquivalenter : Punkton ist jedoch ebenso möglich.

Mit 9.1 - 9.N sind ET "UMD"-Verknüpfungsgleider bezeichnet, durch die die logische Operation der "UHD"-Verkn pfung zwischen deren Signalen 8.1 - S.N und 6.1 - 6.11 vorgenommen wird. Die Signale am Ausgang sind mit 10.1 - 10. HT bezeichnet. 11 ist ein «0DER"_r Verknüpfungsglied; es gibt nur dann ein Signal "1" an seinen Ausgang 12 ab, wenn irgendeines der Signale 10.1 - 10.Ή an den Ausgängen der "UND"-Verknüpfungsgleider "1" ist.

Die Funktionsweise des Göderegeneratornetzwerkes wird im folgenden an Hand der Darstellung der Zeitabläufe in P.ig. 4 beschrieben. Die Zeitabläufe in Pig. 4 zeigen verschiedene Wellenformen, die jeweils mit denselben Bezugszeichen wie in Pig. 1 die ihnen zugeordneten Signale bezeichnet sind.

Das Codesignal an der Eingangsklemme hat hohe Geschwindigkeit; demgemäß haben auch die Codesignale 5.1 - 5.N die nach der Verzweigung vom Verzweigungsnetzwerk 3 abgegeben werden, sämtlich ebenfalls hohe Geschwindigkeit. Ein an der Eingangsklemme 2 ankommender Taktimpuls ist vorher mit dem empfangenen Codesignal sychronisiert worden und tritt daher jeweils iii zeitlicher Übereinstimmung mit den Codesignalen bzw. der Folge eingehender Codesignale auf. Schaltungen zur Herbeiführung einer derartigen Synchronisation, die also einen mit der Taküomponente des

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empfangenen Codesignals synchronisierten Taktimpuls erzeugen, sind bekannt; sie werden beispielsweise durch Phasenfang-Schaltungen gebildet, die eine phasenstarre Beziehung herstellen (phase locked cirmit).

Der G-enerator 4- erzeugt, wie aus Pig. 4 zu ersehen, Folgen von Ausleseimpulsen 6.1. - 6.N. In ihnen treten jeweils Ausleseimpulse in einem regelmäßigem Abstand von IT-Bits auf; das Auftreten eines Ausleseimpulses in einer der Folgen von Ausleseimpulsen 6.1 bis 6.1T ist gegenüber dem Auftreten eines Ausleseimpulses in der unmittelbar vorhergehenden Folge jeweils um ein Bit verschoben. Ihre Folgefrequenz ist also ein N-tel (1/N) der Taktfolge.frequenz der Folge von Taktimpulsen an der Eingangsklemme 2. Die Coderegeneratoren 7. 1 - 7.H lesen nun die an ihren Eingängen mit hoher. Geschwindigkeit eingehenden Folgen von Codesignalen 5.1 - 5 .JN" mit Hilfe der Folgen von. Ausleseimpulsen 6.1 - 6.H aus. Es wird also z.B. das erste Bit der mit hoher Geschwindigkeit eingehenden Folge von Godesignalen 5.1 mit der Anstiegsflanke des ersten der Folge von Ausleseimpulsen 6.1 aus dem Coderegenerator 7.1 ausgelesen; der Inhalt des ausgelesenen Codesignals wii-d so lange gehalten, bis, ein Bit später, der nächste Ausleseimpuls auftritt. In anderen Worten: Ein Auslesevorgang erfolgt lediglich nur einmal, innerhalb eines Zeitraums von IT Bits und zwar jeweils in Abständen von je H Bits, bezogen auf die Bitfolge der eingehenden Codesignale. Lediglich zu diesem Zeitpunkt kann ein Coderegenerator die an seinem Eingang zur Verfugung stehenden Daten auslesen; daher werden alle Daten, die zu Zeitpunkten vorliegen, zu denen kein Ausleseimpuls existiert, vollkommen unterdrückt. Man. erhält also IT Folgen von Codesignalen 8.1 - 8.1J an den Ausgängen der Coderegeneratoren 7.1 - 7.N, die jeweils gegeneinander um ein Bit verschoben sind und deren Folgegeschwindigkeit erheblich geringer ist.Diese Έ gegeneinander verschobenen Folgen von Codesignalen, und zwar mit niedriger Geschwindigkeit, sind der Folge von Code-Signalen mit hoher Geschwindigkeit, die dera netzwerk an der Eingangsklemme 1 zugeführt worden sind, -wie aus Fig. 4 zu ersehen, äquivalent. , .

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Für jede der Folgen von Codesignalen 5.1 - 5.N, die noch hohe Geschwindigkeit haben, erfolgt lediglich einmal für jedes IT-te Bit ein AusleseVorgang. Die von den Coderegeneratoren 7.1 - 7.Π ausgelesene Information wird jedoch mit jeweiliger aufeinanderfolgender Verschiebung um je ein Bit aus jeder der Folgen von Godesignalen 5.1 bis 5.1 gewonnen.

Darauf ergibt sich, daß alle Bits eines an der Eingangsklemme eingehenden Eingangssignals, und zwar jeweils wiederholt, ausgelesen werden. Das erfolgt für jedes IT-te Bit nach Maßgabe der Reihenfolge der Coderegeneratoren 7.1, 7.2, 7.3, ..., 7.N. Sie geben jeweils diese IT-tenBits als Folge von 8.1 - 8.N an ihrem Ausgang ab. Danach wird jeweils das logische Produkt in F. .m der "UED"-Verknüpfung zwischen den Folgen von Signalen bis 8.N am Ausgang der Goderegeneratoren 7.1 - 7'.N und den Folgen von Ausleseimpulsen 6.1 - 6.N an den Ausgängen der "uUD"-Verknüpfungsglieder 9.1 - 9.N gebildet; danach wird durch die ¹¹ODER"-Verknüpfung die logische Summe der Folgen von Signalen 10.1 - 10.Έ und damit eine Multiplex-Zusammenschaltung derselben mit Hilfe des "ODER"-Verknüpfungsgleides 11 vorgenommen.

Die Wellenform der mit hoher Geschwindigkeit an der Eingangsklemme 1 eingehenden Codesignale wird also, wie bei 12 in Fig. angezeigt, in eine Folge von Codesignalen mit rechteckiger Wellenform umgewandelt; die Codesignale selbst werden als Signale mit derselben hohen Geschwindigkeit wie an der Eingangsklemme 1 wiedergewonnen bzw. regeneriert.

Obwohl das beschriebene Ausführungsbeispiel ein Regeneratornetzwerk zur Wiedergewinnung von Codesignalen mit hoher Geschwindigkeit ist, sind tatsächlich lediglich die Ή Coderegeneratoren bis 7.N an der Wiedergewinnung der Codesignale beteiligt. Jede dieser Komponenten des gesamten Schaltungsaufbaus arbeitet mit einer Geschwindigkeit, die gleich einem H-tel der Taktfolgefrequenz der Codesignale an der Eingangsklemme 1 ist. Die Ver-

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s c hl echt er ung der Regenerationsempfindlichkeit und die Zunahme des Platterns (Jitter), die bzw, das ansich mit einer Hochgeschwindigkeitsverarbeitung der eingehenden Codesignale bzw. im vorliegenden Fall ihrer Regeneration einhergeht, wird auf ein Minimum reduziert. Es wird auf diese Weise ein optimales Coderegenerationsnetzwerk geschaffen.

Patentanspruch:

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Claims

Patentanspruch
Coderegenerationsnetzwerk zur Wiedergewinnung (Regeneration) von im Übertragungspfad eines Pulscodeübertragungssystems verzerrten Folgen von Oodesignalen auf der Empfängerseite, dadurch gekennzeichnet, daß aus der eingehenden Folge von Codesignalen ein Verzweigungsnetzwerk (3) U Folgen von Godesignalen (5.1, ..., 5.N) derselben laktfolgefrequenz gewinnt (U ist eine positive ganze Zahl und gleich oder größer als 2), und daß ein Generator (4) aus ihm zugeführten Taktimpulsen, die mit derselben laktfolgefrequenz und zu denselben Zeitpunkten wie die eingehenden Folgen von Oodesignalen auftreten, E" Folgen von Ausleseimpulsen (6.1, ..., 6.U) 'ableitet, deren einzelne Ausleseimpulse jeweils im Abstand von II Bits der eingehenden Folge von Oodesignalen auftreten und gegenüber den einzelnen Ausleseimpulsen der unmittelbar vorhergehenden Folge von Ausleseimpulsen um ein Bit verschoben sind, und daß ferner jede dieser U Folgen von Ausleseimpulsen (6.1, ..., 6.Έ) jeweils an einen Eingang je einer von U Goderegeneratoren (7.1, ...» 7.U) gelangt, an deren andere Eingänge ferner je eine der
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vom Verzweigungsnetzwerk (3) abgegebenen Folge von Codesignalen (5.1, ...,
5.N) gelangt, daß ferner "ÜND"-Verknüpfungs- gliedern (9.1, .·., 9.N) die je einem Coderegenerator (7.1, ..., 7.N) und einer Folge von Ausleseimpulse (6.1, ..., 6.N) zugeordnet sind, bei Koinzidenz der von den Coderegeneratoren (7.1, ..., 7.N) abgegebenen Signale (8.1, 8..., 8.N) mit den zugeordneten Ausleseimpulsen (6.1, ...,
6.N) Signale (10.1, ..., 1O.N) abgeben, die an ein "ODER"-Verknüpfungsglied (11) gelangen, dess-en Ausgang (12) die regenerierte Folge von Codesignalen darstellt.

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