DE2410502A1

DE2410502A1 - Measurement of transfer properties of transfer systems - involves switching arrangement obtaining setting information in telephone transmission devices

Info

Publication number: DE2410502A1
Application number: DE2410502A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl Ing Illi
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-03-05
Filing date: 1974-03-05
Publication date: 1975-09-11
Also published as: DE2410502C2; AU7815975A; ES435305A1

Abstract

The switching system receives a feed at its entry side from a potential source and to its output side is connected a resistance which shuts off the transfer system (but not reflection free) during measurements. The system comprises a potential divider connected in parallel to source and is made up of two equal resistances. A metering resistance is connected in series with two transfer system and its value equals that of the transfer system. Two terminals form a measuring output for the reflection potential. This represents the setting information of the equaliser, determine the transfer function of system and in form of reflection impulses determines the impulse answer of the transfer system.

Description

Schaltungsanordnung zur Messung von Übertragungseigenschaften eines Übertragungssystems Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Messung von Ubertragungseigenschaften eines Ubertragungs--systems, insbesondere zur Gewinnung von Einstellinformationen für einen mehreren Übertragungssystemen vorschaltbaren zentralen Entzerrer in Fernsprechvermittlungsanlagen.Circuit arrangement for measuring transmission properties of a Transmission system The invention relates to a circuit arrangement for measurement of transmission properties of a transmission system, in particular for extraction of setting information for a number of transmission systems can be connected upstream central equalizer in telephone exchanges.

Die Entzerrung von Sprachkanälen eines Fernsprechnetzes gewinnt mit zunehmender Bedeutung der Datenübertragung an Gewicht. In Datenübertragungssystemen, die verzerrte Sprachkanäle benutzten, werden heute vorwiegend Entzerrnetzwerke im Empfänger vorgesehen. Es sind mehrere Verfahren und schaltungstechnische Realisierungen solcher Entzerrernetzwerke bekannt, vgl. z.B. DT-PS 1 085 922 und DT-PS 1 143 236. Für Ubertragungssysteme der Zukunft wird an Entzerrer gedacht, die nicht mehr den Endgeräten, sondern zentralen Stellen der Übertragungssysteme zugeordnet sind. Bezogen auf ein Fernsprechnetz sind diese zentralen Stellen die Vermittlungsstellen. -Die Realisierung dieser Mötlichkeit bringt aber grundsätzliche Probleme mit sich. Bei bekannten Anordnungen gewinnt der Entzerrer seine Einstellinformationen aus einem ankommenden verzerrten Signal, das das Übertragungssystem durchlaufen hat. Die Ubertragungseigenschaften des Kanals werden aus dem ankommenden Signal abgelesen und bestimmen die jeweiligen Einstellinformationen des Entzerrers. Diese Möglichkeit besteht bei einem zentralen Entzerrer nicht, denn bei einer längeren Übertragungsleitung (Ortsleitung z.B.) ist der Ausgang des Übertragungssystems nicht zugänglich.The equalization of voice channels in a telephone network also wins increasing importance of data transmission in weight. In data transmission systems, that used distorted voice channels are predominantly used today in equalization networks in Receiver provided. There are several methods and circuit implementations such equalization networks are known, see e.g. DT-PS 1 085 922 and DT-PS 1 143 236. For transmission systems of the future, equalizers are being thought that no longer have the Terminal devices, but central points of the transmission systems are assigned. Based on a telephone network, these central offices are the exchanges. -The Realizing this possibility, however, brings with it fundamental problems. at the equalizer obtains its setting information from known arrangements one incoming distorted signal that has passed through the transmission system. The transmission properties of the channel are read from the incoming signal and determine the respective Setting information of the equalizer. This possibility exists with a central The equalizer does not, because with a longer transmission line (e.g. local line) the output of the transmission system is not accessible.

Die Übertragungseigenschaften des gesamten Ubertragungssystems müssen von der zentralen Stelle, im Beispiel der Vermittlungsstelle aus, beurteilt werden, und zwar für jeden im Moment benutzten Kanal.The transmission properties of the entire transmission system must be assessed by the central office, in the example of the exchange, for every channel currently in use.

Aufgabe der Erfindung ist demnach eine Schaltungsanordnung, die es erlaubt, die Übertragungseigenschaften eines Übertragungssystems zu messen, dessen Ausgang nicht zugänglich ist.The object of the invention is therefore a circuit arrangement that it allows to measure the transmission properties of a transmission system, its Exit is not accessible.

Für ein allgemeines Ubertragungssystem, das eingangsseitig von einer Spannungsquelle eine Eingangs spannung zugeführt bekommt und ausgangsseitig mit einem Widerstand abgeschlossen ist, der das Übertragungssystem zumindest während der Messung nicht reflexionsfrei abschliesst, löst die Erfindung diese Aufgabe dadurch, dass parallel zur Spannungsquelle ein Spannungsteiler aus zwei gleichen Widerständen geschaltet ist, dass ein Messwiderstand in Serie vor das Ubertragungssystem geschaltet ist, dass der Wert des Messwiderstandes gleich dem Wert des Wellenwiderstandes des Übertragungssystems gewählt ist, und dass zwei Klemmen auf der Eingangsseite des Übertragungssystems einen Messausgang bilden, an dem nach Einschaltung der Spannungsquelle eine Echospannung abgreifbar ist, die die Übertragungseigenschaften des Übertragungssystems eindeutig bestimmt, wobei die eine Klemme sich zwischen den beiden Widerständen des Spannungsteilers und die andere Klemme sich zwischen dem Messwiderstand und dem Übertragungssystem befindet.For a general transmission system, the input side of a Voltage source is supplied with an input voltage and with it on the output side a resistor is completed, which the transmission system at least during the measurement does not complete without reflection, the invention solves this problem by that parallel to the voltage source a voltage divider made up of two equal resistors is connected that a measuring resistor is connected in series upstream of the transmission system is that the value of the measuring resistor is equal to the value of the characteristic impedance of the Transmission system chosen is, and that two terminals on the input side of the transmission system form a measurement output at which, after switching on the voltage source an echo voltage can be tapped which determines the transmission properties of the transmission system clearly determined, with one clamp being between the two resistors of the voltage divider and the other terminal is between the measuring resistor and the transmission system is located.

Durch die erfindungsgemdsse Lösung dieser Aufgabe ist der oben erwähnte Einsatz von Entzerrern in zentralen Stellen des Übertragungssystems möglich. Insbesondere ergibt sich daraus der Vorteil, dass nur noch so viele Entzerrer benötigt werden, wie gleichzeitig Verbindungen in einer Vermittlungsstelle hergestellt werden können.The above-mentioned solution is achieved by the inventive solution to this problem Use of equalizers in central points of the transmission system is possible. In particular this has the advantage that only so many equalizers are required how connections can be made in a switching center at the same time.

Die Erfindung wird nun anhand von Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Übertragungssystems, Fig. 2 die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung, Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.The invention will now be explained with reference to figures. They show: Fig. 1 shows a block diagram of a transmission system, FIG. 2 shows the circuit arrangement according to the invention, Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of the invention.

Fig. 1 zeigt ein übliches Blockschaltbild eines vollständig beschalteten Übertragungssystems. Es besteht aus einer Spannungsquelle Q, die die Spannung UO liefert, deren Innenwiderstand Ri, dem eigentlichen Übertragungssystem A (z.B. eine Ortsleitung) und einem Widerstand R2.Fig. 1 shows a conventional block diagram of a fully wired Transmission system. It consists of a voltage source Q which supplies the voltage UO supplies whose internal resistance Ri, the actual transmission system A (e.g. a Local line) and a resistor R2.

Das Übertragungssystem A ist gekennzeichnet durch seine Kettenmatrix #A# , das Wellenübertragungsmass g(p) und den Wellenwiderstand Z(p). Eine Darstellung dieser Begriffe und deren Zusammenhänge findet sich in: Richard Feldkeller, "Vierpoltheorie", 7.Auflage, Stuttgart 1959, insbesondere Seiten 92, 98-101.The transmission system A is characterized by its chain matrix # A #, the wave transmission factor g (p) and the wave resistance Z (p). A depiction these terms and their relationships can be found in: Richard Feldkeller, "Vierpoltheorie", 7th edition, Stuttgart 1959, especially pages 92, 98-101.

Aus der Kettenmatrix 11 All lässt sich die Übertragungsfunktion F(p) des beschalteten Übertragungssystems berechnen: F(p) - ##### = ######################## mit x = W , p = y = ##### , z = ##### .The transfer function F (p) can be derived from the chain matrix 11 All of the connected transmission system: F (p) - ##### = ####################### with x = W, p = y = #####, z = #####.

Die ausgangsseitige Messung von Übertragungseigenschaften des Übertragungssystems A ist aus oben erläuterten Gründen nicht möglich.The output-side measurement of the transmission properties of the transmission system A is not possible for the reasons explained above.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung.FIG. 2 shows the circuit arrangement according to the invention.

In guter Näherung ist der Eingangswiderstand des Sbertragungssystems A näherungsweise gleich dem Wellenwiderstand Z(p) (bei genügend hohen Frequenzen und genügend langen Leitungen).The input resistance of the transmission system is a good approximation A approximately equal to the characteristic impedance Z (p) (at sufficiently high frequencies and sufficiently long lines).

Ist der Widerstand R2(p) so gewählt, dass das Übertragungssystem A reflexionsfrei abgeschlossen ist, so berechnet sich die Eingangs spannung U'1(P) unter der Voraussetzung Rl(p)=Z(p) zu Ul'(p) = + , denn der Eingangswiderstand (#Z(p)) des Übertragungssystems A und ein Messwiderstand Rl(p)=Z(p) liegen in Reihe.If the resistor R2 (p) is chosen so that the transmission system A is completed without reflection, the input voltage U'1 (P) is calculated under the condition Rl (p) = Z (p) to Ul '(p) = +, because the input resistance (#Z (p)) of the transmission system A and a measuring resistor Rl (p) = Z (p) are in series.

Ist das System nicht reflexionsfrei abgeschlossen, was insbesondere vor der Herstellung einer Verbindung zum Endteilnehmer (R2##) der Fall ist, so wird das Ausgangssignal (Spannung U2) zumindest teilweise reflektiert und wirkt sich auf die Eingangsspannung Ul(p) aus.If the system is not closed without reflection, what in particular is the case before a connection to the end user (R2 ##) is established, then the output signal (voltage U2) is at least partially reflected and has an effect on the input voltage Ul (p).

Den Unterschied zwischen der Eingangsspannung Ul'(p) (keine Reflexion) und Ul(p) (Reflexion) kann man durch eine Echospannung UE(p) darstellen: UO U1=U1+UE=2 + UE daraus folgt: UE=U1-2 Die Echospannung UE(p) resultiert also aus einem nicht reflexionsfreien Abschluss des Übertragungssystems, denn UE=O für U1=Ul', d.h., bei reflexionsfreiem Abschluss.The difference between the input voltage Ul '(p) (no reflection) and Ul (p) (reflection) can be represented by an echo voltage UE (p): UO U1 = U1 + UE = 2 + UE from this it follows: UE = U1-2 The echo voltage UE (p) does not result from one reflection-free termination of the transmission system, because UE = O for U1 = Ul ', i.e., with reflection-free conclusion.

Die Echospannung UE lasse sich leicht messen, wenn man einen Spannungsteiler mit zwei gleichen Widerständen RT parallel zum Eingang legt. Führt man einen Spannungsumlauf über die Klemmen X, X' durch, (UE-U1+UO=O), so er-2 UO kennt man sofort, dass die Spannung UE=U1 2 an den Punkten X und X' abgegriffen werden kann. Damit ist es gleichzeitig möglich geworden, aus einer Messung der Echospannung UE bestimmte Übertragungseigenschaften zu ermittEln. Die erfindungsgemässe Anordnung erlaubt also durch Ausnutzung eines Echoverfahrens die eingangsseitige Bestimmung von Übertragungseigenschaften eines Übertragungssystems, das zum Zeitpunkt der Messung nicht reflexionsfrei abgeschlossen ist. Die dadurch gewonnenen Informationen können dann z.B. zur Einstellung des zentralen Entzerrers verwendet werden, der dem Übertragungssystem vorgeschitet werden kann.The echo voltage UE can easily be measured using a voltage divider with two equal resistors RT in parallel to the input. If one leads a tension circulation via the terminals X, X 'through, (UE-U1 + UO = O), so he-2 UO you know immediately that the Voltage UE = U1 2 can be tapped at points X and X '. So that's it simultaneously has become possible from a measurement of the echo voltage UE certain transmission properties to investigate. The inventive arrangement thus allows by utilizing a Echo method the input-side determination of transmission properties of a Transmission system that was not completed without reflection at the time of measurement is. The information obtained in this way can then be used, for example, to set the central Equalizer can be used, which can precede the transmission system.

Zunächst soll gezeigt werden, wie aus der gemessenen Echospannung UE die Übertragungsfunktion F(p) ermittelt werden kann.First it should be shown how from the measured echo voltage UE the transfer function F (p) can be determined.

Mit der Voraussetzung Rl(p)=Z(p) (über den Messwiderstand Rl(p) kann frei verfügt werden) vereinfacht sich die oben angegebene Formel für die Übertragungsfunktion F(p) zu: F(p) = ########## . e-g(p) Diese Übertragungsfunktion ist gesucht und soll indirekt aus der Echoübertragungsfunktion FE(p) = y#0Ep k = U1 1 Wo bestimmt werden.With the prerequisite Rl (p) = Z (p) (via the measuring resistor Rl (p) can freely available) the formula given above for the transfer function is simplified F (p) to: F (p) = ##########. e-g (p) This transfer function is sought and should indirectly from the echo transfer function FE (p) = y # 0Ep k = U1 1 Wo can be determined.

Die Echoübertragungsfunktion ist bei bekannter Spannung UO durch die Messung der Echospannung UE bestimmt. Es muss demnach noch eine Beziehung zwischen F(p) und FE(p) hergestellt werden, falls F(p) mit Hilfe von FE(p) bestimmt werden soll.If the voltage UO is known, the echo transmission function is given by the Measurement of the echo voltage UE determined. There must therefore still be a relationship between F (p) and FE (p) can be established if F (p) are determined with the aid of FE (p) target.

Berücksichtigt man, dass U1(p)=UO(p)-I1(p).Rl(p) ist, und macht man ebenfalls die Voraussetzung Rl(p)=Z(p), so erhält man aus der Kettenmatrix II All FE(p) 1 R2tp)-Z{P} -2g(p) R2 R2(p)+Z(p) p +Z p Wählt man den Abschlusswiderstand R2(p) 3 oo (Leerlauf), erhält man schliesslich: F(p)=e-g(p) FE(p) = 1 e-2g(p) 2 und damit Damit ist die Übertragungsfunktion F(p) aus der gemessenen Echospannung UE(p) bestimmt. Daraus können z.B. bereits mit bekannten Verfahren Einstellinformationen für den zentralen Entzerrer ermittelt werden.If one takes into account that U1 (p) = UO (p) -I1 (p) .Rl (p), and if one also makes the assumption Rl (p) = Z (p), one obtains from the chain matrix II All FE (p) 1 R2tp) -Z {P} -2g (p) R2 R2 (p) + Z (p) p + Z p If you choose the terminating resistor R2 (p) 3 oo (open circuit), you finally get: F ( p) = eg (p) FE (p) = 1 e-2g (p) 2 and thus The transfer function F (p) is thus determined from the measured echo voltage UE (p). From this, for example, setting information for the central equalizer can already be determined using known methods.

Bei einem anderen Verfahren zur Gewinnung von Einstellinformationen wird von der ausgangsseitigen Impulsantwort h(t) des Übertragungssystems auf einen angelegten Impuls am Eingang ausgegangen. Die Impulsantwort h(t) führt gemäss der Erfindung unter den obigen Voraussetzungen zu einem Impulsecho hE(t), aus dem rückwirkend auf die Impulsantwort h(t) geschlossen werden kann. Eine solche Messung wird also im Zeitbereich vorgenommen. Der Zusammenhang des Impulsechos hE(t) mit der Impulsantwort h(t) ist durch eine Integraltransformation gegeben: ahalog der Gleichung FE(p) = F2(p)).Another method for obtaining setting information is based on the impulse response h (t) on the output side of the transmission system to an applied impulse at the input. According to the invention, the impulse response h (t) leads, under the above conditions, to an impulse echo hE (t), from which conclusions can be drawn retroactively about the impulse response h (t). Such a measurement is therefore made in the time domain. The relationship between the impulse echo hE (t) and the impulse response h (t) is given by an integral transformation: ahalog of the equation FE (p) = F2 (p)).

Die praktische Auswertung dieser Gleichung ist im Zeitbereich nicht möglich, denn h(t) ist nicht bekannt. Anhand von theoretischen Überlegungen zeigt es sich jedoch, dass für ein bandbegrenztes System die Impulsantwort h(t) an diskreten Zeitpunkten TE aus dem gemessenen Impulsecho hE(t) bestimmt werden kann.The practical evaluation of this equation is not in the time domain possible because h (t) is not known. Based on theoretical considerations shows however, for a band-limited system the impulse response h (t) an is discrete Times TE can be determined from the measured pulse echo hE (t).

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild zur Realisierung dieses Verfahrens. Der an den Klemmen XX' (siehe Fig. 2) abgegriffene Echoimpuls hE(t) wird durch einen Tiefpass TP geleitet, wobei der Tiefpass TP das Nutzspektrum begrenzt und störende Spektralanteile entfernt. (Die Grenzfrequenz fg des Tiefpasses TP bestimmt die diskreten Zeitpunkte TE: TE = n Ti n=q--2, ... Ti = 1/2 fg) Danach gelangt der Echoimpuls hE(t) an einen Abtastschalter S und steuert über eine Synchronisationsschaltung SYN einen Taktgeber T so, dass die Maximalamplitude hEmaX des Impulsechos hE(t) mit einem Tasttakt des Taktgebers T zusammenfällt. Der Taktgeber T steuert den Abtastschalter S. Die an den diskreten Zeitpunkten TE gemessenen Amplituden des Impulsechos hE(t) werden in einen Speicher AS eingeschrieben. Wie aus den theoretischen Überlegungen weiter folgt, hängen diese Amplituden im wesentlichen linear mit den Amplituden h(t) der Impulsantwort zusammen. Im Einzelnen gilt an den Zeitpunkten TE: hE(nTi) = ci . h(nTi- AT), wobei A T eine Zeitdifferenz darstellt, die so gewählt ist, dass hE(o) und h(» T) die Impulsmaxima liefern. Damit dst es z.B. möglich, mit einem zentralen Entzerrer (z.B. ein Transversalfilter), der Zugang zum SpeicherAS hat, das betrachtete Übertragungssystem mit bekannten Verfahren zu entzerren. Dabei finden folgende Vorgänge statt: Solange der zentrale Entzerrer noch vom Übertragungssystem abgetrennt ist, wird ein Impuls auf das nicht reflexionsfrei abgeschlossene Übertragungssystem gegeben, ein Echoimpuls wird ausgewertet und daraus wird eine Einstellinformation für den Entzerrer gewonnen. Danach wird der zentrale Entzerrer dem Übertragungssystem vorgeschaltet, und die Übertragung kann beginnen.3 shows a block diagram for implementing this method. The echo pulse hE (t) tapped at terminals XX '(see FIG. 2) is replaced by a Low-pass TP passed, the low-pass TP limiting the useful spectrum and interfering Spectral components removed. (The cut-off frequency fg of the low-pass filter TP determines the discrete Times TE: TE = n Ti n = q - 2, ... Ti = 1/2 fg) Then the echo pulse arrives hE (t) to a sampling switch S and controls via a synchronization circuit SYN a clock generator T so that the maximum amplitude hEmaX of the pulse echo hE (t) coincides with a tactile cycle of the clock T. The clock T controls the sampling switch S. The amplitudes of the pulse echo hE (t) measured at the discrete times TE are written into a memory AS. As from the theoretical considerations further follows, these amplitudes are essentially linearly related to the amplitudes h (t) of the impulse response. In detail, the following applies at the times TE: hE (nTi) = ci. h (nTi- AT), where A T represents a time difference which is chosen such that hE (o) and h (»T) deliver the momentum maxima. This makes it possible, for example, with a central equalizer (e.g. a transversal filter), access to the memory AS has to equalize the transmission system under consideration using known methods. Included The following processes take place: As long as the central equalizer is still from the transmission system is separated, an impulse is sent to the non-reflection-free, closed transmission system given, an echo pulse is evaluated and setting information is derived from it won for the equalizer. Then the central equalizer becomes the transmission system upstream, and the transmission can begin.

Das System bleibt zumindest näherungsweise entzerrt, sofern nur der Abschlusswiderstand R2(p) nicht zu klein wird, eine Bedingung, die praktisch immer erfüllbar ist.The system remains at least approximately equalized, provided that only the Terminating resistor R2 (p) does not become too small, a condition that is practically always can be fulfilled.

Claims

Patent claims:

1. Circuit arrangement for measuring intrinsic transmission generation of setting information for an optionally one of several transmission systems Upstream central equalizer in telephone exchanges, the transmission system receives an input voltage supplied on the input side from a voltage source and is terminated on the output side with a resistor, which the transmission system does not close without reflection at least during the measurement, characterized in that that parallel to the voltage source (Q) a voltage divider made up of two equal resistors (RT) is connected that a measuring resistor (R1) in series in front of the transmission system (A) is connected so that the value of the measuring resistor (R1) is equal to the value of the characteristic impedance (z) of the transmission system is selected, and that two terminals (X, X ') on the input side of the transmission system (A) form a measurement output at which, after switching on the Voltage source (Q) an echo voltage (UE) can be tapped, which the transmission properties of the transmission system (A) clearly determined, with the one terminal (X) between the two resistors (RT) of the voltage divider and the other terminal (X ') itself between the measuring resistor (R1) and the transmission system (A).

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the echo voltage (UE) represents the setting information of the central equalizer.

3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the echo voltage (UE) determines the transfer function (F) of the transmission system (A).

4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the echo voltage (UE) in the form of echo pulses (hE) the impulse response (h) of the transmission system (A) determined.