DE2428370C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur bitsynchronen Übertragung von Daten - Google Patents

Description

Bitdauer f-yj und nach einer ganzen Bitdauer (T) Nullwerte annehmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden der Signale (C, C) während der Dauer der nicht zugeordneten Bits

nach einer Viertelbitdauer (-χJ und nach einer

Dreiviertelbitdauer (3 ^-J Mullwerte annehmen (Fig. 3).

3. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Signale (C, C) näherungsweise durch die Zeitfunktion

g(0 = -

. 4π
sin — t

und näherungsweise durch die Frequenzfunktion G(w) = j-ψ sin w — ; für|w| < -~,

G(w) = 0 ;

für|wj

IfL

definiert sind, wobei das Bezugszeichen t die Zeit und das Bezugszeichen T die Bitdauer bezeichnet (Fig. 3, 4).

4. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Binärsignal (B) mit einem Codierer (CD) erzeugt wird, daß der Ausgang des Codierers (CD) mit dem Eingang eines Filters (IF) verbunden ist und daß die Charakteristik des Filters gleich dem Produkt der_ Frequenz-Charakteristik [G (w)] der Signale (C, C) und dem reziproken Wert der Frequenzcharakteristik des Binärsignals (B) ist (F i g. 1).

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zur bitsynchronen Übertragung von Daten mit Hilfe eines Binärsignals, dessen Binärwertwechsel in der Mitte der einzelnen Bits auftreten und die einzelnen Bits signalisieren Danach werden den Bits Signale zugeordnet, und es wird ein Signalgemisch übertragen, das aus den überlagerten Signalen gebildet wird.

Bekanntlich können Daten mit Hilfe eines Binärsignals übertragen werden, dessen Binärwertwechsel in der Mitte der einzelnen Bits auftreten und das aus rechteckförmigen Impulsen gebildet wird, deren Dauer entweder gleich der halben oder der ganzen Bitdauer ist. Ein derartiges Binärsignal ist für die Taktsynchronisierung besonders geeignet, weil die Nulldurchgänge dieses Binärsignals keine größeren Abstände als die Bitdauer haben. Durch eine Bandbegrenzung dieses Binärsignals können sich jedoch dessen Nulldurchgänge verschieben, so daß Störungen der Taktsynchronisierung auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein informationstragendes Binärsignal derart umzuformen, daß die Zeitabstände der Nulldurchgänge konstant bleiben.

Erfindungsgemäß überschreiten die Amplituden der Signale während der Dauer der zugeordneten Bits nach einer Viertelbitdauer und nach einer Dreiviertelbitdauer je einen vorgegebenen Schwellwert, wogegen die Amplituden der Signale während der Dauer der nicht zugeordneten Bits die Schwellwerte nicht überschreiten. Außerdem nehmen die Amplituden der Signale nach einer halben Bitdauer und nach einer ganzen Bitdauer Nullwerte an.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Verbesserung der Ubertragungsqualität und damit eine Erhöhung der Reichweite von Systemen mit bitsynchroner Basisbandübertragung erzielt. Insbesondere wird dies durch eine präzise Taktsynchronisierung, durch eine verringerte Empfindlichkeit gegenüber durch den Ubertragungskanal bedingte Signalverzerrungen erreicht, wodurch sich eine Erhöhung der Reichweite ergibt.

Es ist vorteilhaft, wenn die Amplituden der Signale während der Dauer der nicht zugeordneten Bits nach einer Viertelbitdauer und nach einer Dreiviertelbitdauer Nullwerte annehmen. Auf diese Weise können die mit den Daten übertragenen Informationen nicht nur auf Grund der Binärwertwechsel, sondern auch mit Hilfe informationstragener Amplituden gewonnen werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Fig. 1 bis 5 beschrieben, wobei in mehreren Figuren dargestellte gleiche Gegenstände mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.

Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines bitsynchronen Datenübertragungssystems,

F i g. 2 die zu übertragenden Daten und entsprechenden Binärsignale,

F i g. 3 eine Zeitfunktion eines Signals, das den informationstragenden Binärwertwechseln zugeordnet ist,

F i g. 4 eine Frequenzfunktion des Signals, das den informationstragenden Binärwertwechseln zugeordnet ist und

F i g. 5 Signale, die bei dem Datenübertragungssystem gemäß Fig. ¹. auftreten.

Das in F i g. 1 dargestellte Datenübertragungssystem besteht aus der Datenquelle Dg, dem Codierer CD, dem Impulsformer /F, der Signalregenerierschaltung SR, dem Decodierer DC und aus der Datensenke DS. Als Datenquelle DQ kann beispielsweise ein Rechner, eine Tastatureingabevorrichtung, ein Fernschreiber oder ein Lochstreifenleser vorgesehen sein. A^ls Datensenke DS kann entsprechend beispielsweise ein Fernschreiber, ein Drucker, ein Lochstreifenlocher oder ein Datenspeicher vorgesehen sein.

F i g. 2 zeigt einige Signale, deren Binärwerte mit den Bezugszeichen 1 und 0 bezeichnet sind. Die Abszissenrichtung bezieht sich auf die Zeit t. Von der Datenquelle DQ werden die Daten in Form des Signals A in bitsynchroner Weise an den Codierer CD abgegeben. Es ist somit ein Bitrahmen vorgegeben, wobei das erste Bit des Signals A zum Zeitpunkt fO beginnt und zum Zeitpunkt 14 endet und den Binärwert 1 hat, wogegen das darauffolgende Bit zum Zeitpunkt r4 beginnt, zum Zeitpunkt f 8 endet und den Binärwert 0 darstellt.

Mit dem Codierer CD wird eine Umcodieruni: vorgenommen und das Signal ß nach dem sogenannten »normal-diphasew-Verfahren abgeleiv. Den einzelnen Bits werden Binärwerlwechsel zugeordnet, die in der Mitte der Bits zu den Zeitpunkten f 2 und f 6 auftreten. Das Signal B besteht aus Rechteckimpulsen, deren Dauer entweder gleich der Bitbreite T oder

gleich der halben Bitbreite y ist. Die Nulldurchgänge

des Signals B haben keine größeren Abstände als die Bitdauer T. Mit dem Codierer CD könnte auch an Stelle des Signals B ein Signal nach dem »codeddiphase«-Verfahron abgeleitet werden.

Wenn das Signal B übertragen wird, dann kann im Bereich des Decodieren DC eine genaue Taktsynchronisierung vorgenommen werden. Dabei wird allerdings vorausgesetzt, daß die Abstände der Nulldurchgänge des Signals B durch den in F i g. 1 dargestellten Impulsformer IF nicht wesentlich verändert werden.

Um zu gewährleisten, daß die zur Taktsynchronisierung verwendeten Nulldurchgänge in konstanten Abständen folgen, wird dem zu den Zeitpunkten f2 und f6 auftretenden Binärwertwechsel des Signals B mit Hilfe des Impulsformers IF ein Signal C1 zugeordnet, dessen Zeitfunktion C in F i g. 3 und dessen Frequenzfunktion in F i g. 4 dargestellt ist.

Es wird angenommen, daß das in F i g. 3 dargestellte Signal C dem gemäß F i g. 2 zum Zeitpunkt f 0 beginnenden und zum Zeitpunkt t4 endenden Bit A = 1 zugeordnet ist. Die Amplituden des Signals C überschreiten während der Dauer des zugeordneten Bits und somit ab dem Zeitpunkt rO bis zum Zeitpunkt t4 nach einer Viertelbitdauer und somit zum Zeitpunkt ti den vorgegebenen Sch well wert Sl. Es ist auch ersichtlich, daß die Amplitude des Signals C während der Dauer des zugeordneten Bits nach einer Dreiviertelbitdauer zum Zeitpunkt f 3 den Schwellwert S 2 überschreitet. Das Bit des Signals A, das zum Zeitpunkt £4 beginnt und zum Zeitpunkt i8 endet, ist voraussetzungsgemäß dem in Fig, 3 dargestellten Signal C nicht zugeordnet. Während der Dauer dieses nicht zugeordneten Bits, d. h. ab dem Zeitpunkt t4 bis zum Zeitpunkt £8 unterschreitet die Amplitude des Signals C die vorgegebenen Schwellwerte Sl und S 2. Die Amplituden des Signals C nehmen nach einer halben Bitdauer, das ist zu den Zeitpunkten £2 und £6, und nach einer ganzen Bitdauer, das ist zu den Zeitpunkten rO, £4, t8, Nullwerte an. Auch nach einer Viertelbitdauer, zum Zeitpunkt 15, und nach Dreiviertelbitdauer, zum Zeitpunkt f7, nimmt die Amplitude des Signals C während der Dauer des nicht zugeordneten Bits Nullwerte an.

Die in F i g. 3 dargestellte Zeitfunktion läßi sich näherungsweise durch die folgende Gleichung (2) darstellen:

. 4 π
sin — t

(2)

Fig. 4 zeigt die Frequenzfunktion des Signals C. Die dargestellte Kurve hat einen sinusförmigen Verlauf. Die Frequenzfunktion G(w) ist durch die folgende Gleichung (3) näherungsweise darstellbar:

T T 4.-T

G(w) = j' -χ~ sin w -τ- ; für |w| < -^-.

G(w) = 0 ;

4.T

für|w| > ^r .

Die Zeitfunktion g(t) entspricht formal dem Partial-Response-Impuls der Klasse 4. Im Gegensatz zur Partial-Response-Technik überlagern sich jedoch im Falle des Signals C nicht die zu den Zeitpunkten f 1 und £3 auftretenden informationstragenden Hauptwerte der Signale C, da die Signale C, die anderen Bits des Signals A zugeordnet sind, zu den Zeitpunkten il und f3 Nullstellen aufweisen. Aus diesem Grund sind auch im Signal, das von der in F i g. 1 dargestellten Empfangseinrichtung EM empfangen wird, nur zwei Signalzustände pro Bit wesentlich, und es kommt nicht zur Ausbildung mehrerer Signalzustände wie bei der Partial-Response-Technik. Das Signal C hat bei gleicher übertragungsgeschwindigkeit l/T ein viermal breiteres Spektrum als der entsprechende Partial-Response-Impuls der Klasse 4.

In F i g. 3 ist das dem Bit A - 1 zugeordnete Sj₁ gnal C dargestellt. Dem Bit A = 0 ist das Signal C zugeordnet, das im Vergleich zum Signal C an der Achse g(£) gespiegelt ist.

In Fi g. 5 sind die den Bits 1, 0, 0 zugeordneten Signale ß, C, C dargestellt. Dem Bit A = 1 wird beim Signal B das Signal C zugeordnet, dessen informationstragende Amplituden zu den Zeitpunkten f 1 und f3 auftreten und dessen Nachschwinger auch nach dem Zeitpunkt f4_ dargestellt sind. Dem Bit A = O wird das Signal C zugeordnet. Es wird angenommen, daß sich die Signale C und C überlagern, se daß über den Ausgang des Impulsformers IF das Signal C1 abgegeben wird. Im Bereich der Signalregenerierschaltung SR steht das Signal C1 zur Verfügung, dessen Nulldurchgänge zu den Zeiipunkten 12, £6,110 nach je einer Bitdauer T erfolgen.

Als Impulsformer /F kann ein Filter vorgesehen sein. Die Frequenzcharakteristik dieses Filters ist gleich dem Produkt der Frequenzcharakteristik G(w) des Signals C bzw. des Signals C und dem reziproken Wert der Frequenzcharakteristik des Binärsignals B,

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

? Patentansprüche:

1. Verfahren zur bitsynchronen übertragung von Daten, mit Hilfe.eines Binärsignals, dessen Binärwertwechsel in der Mitte der einzelnen Bits auftreten und die einzelnen Bits signalisieren, wonach den Bits Signale zugeordnet werden und ein Signalgemisch übertragen wird, das aus den überlagerten Signalen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden der Signale (C, C) während der Dauer der zugeord-"4"

nach einer Dreiviertelbitdauer 13 "τ) je ei

gegebenen Schwellwert (51, 52) überschreiten, daß die Amplitude der Signale (C, Ü) während der Dauer der nicht zugeordneten Bits die Schwellwerte (Sl, S 2) nicht überschreiten und daß die Amplituden der Signale (C, Ü) nach einer halben

einen vor-