DE2512350C3

DE2512350C3 - Verfahren und Anordnung zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten Seitenbandes eines trägerfrequenten digitalen Signals

Info

Publication number: DE2512350C3
Application number: DE19752512350
Authority: DE
Inventors: Reginhard Dr.-lng 8032 Lochham; Dömer Josef Ing.(grad.) 8021 Hohenschäftlarn; Härle Hans Georg Dipl.-Ing 8901 Leitershofen Pospischü
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1977-11-17

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten Seitenbandes eines trägerfrequenten digitalen Signals, das in einem pseudoternären Code vorliegt und bei dessen Erzeugung ein Träger mit einer Frequenz verwendet wird, die ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist und dessen Phase um 90° gegenüber der Phase einer Schwingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt und auf Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

Untersuchungen an ÜbertragungsstrecWen für niederfrequente und trägerfrequente Signale haben ergeben, daß man über diese Übertragungsstrecken auch digitale Signale übertragen kann. Zur Vermeidung von Störungen der Niederfrequenz- und Trägerfrequenzübertragung werden die digitalen Signale zusätzlich mit einem Träger geeigneter Frequenz amplitudenmoduliert und dadurch in einen höheren Frequenzbereich umgesetzt. Zur besseren Ausnutzung der Übertragungskapazität der Übertragungsstrecke wird nur ein einziges Seitenband des bei der Modulation entstehenden trägerfrequenten digitalen Signals, und zwar in der Regel das obere Seitenband, übertragen. Im Verlaufe der Übertragung über die Übertragungsstrecke sinkt durch die Streckendämpfung der Pegel der trägerfrequenten digitalen Signale, gleichzeitig steigt der Geräuschpegel durch eingestreute Störungen an. Es ist deshalb nötig, die trägerfrequenten digitalen Signale in periodischen Abständen zu regenerieren, um das Signal-Geräusch-Verhältnis auf einen optimalen Wert zu bringen.

Es ist nun denkbar, das trägerfrequente digitale Signal aus der Übertragungslage in die Basisbandlage zurück umzusetzen und das entstandene digitale Signal in einem Regenerator bekannter Art zeit- und amplitudenmäßig zu regenerieren. Für die Umsetzung in die Basislage ist ein Träger notwendig, der nicht mitübertragen wird und deshalb empfangsseiiig erzeugt werden muß. Zur Sicherung der Impulsübertragung muß nicht nur die Frequenz sondern auch die Phase des empfangsseitig erzeugten Trägers mit der des Sendeträgers übereinstimmen. Für die Ableitung des Trägers wurde das im Regenerator auftretende digitale Signal benutzt. Hierbei können jedoch bei der Übertragung bestimmter Pulsfolgen mehrere stabile Phasenlagen und damit Vieldeutigkeiten auftreten, die zu einer Fehlsynchronisierung des Trägers führen können. Die Vieldeutigkeit ergibt sich dadurch, daß die Signalform des umgesetzten Signals abhängig ist von der Phasenlage des zur Umsetzung verwendeten Trägers. Wird dieser Träger vom umgesetzten Signal aber geleitet, so führen unterschiedliche Impulsfolgen zu verschiedenen Trägerphasen und damit zu fehlerhaften regenerierten Bits. Die sichere Verhinderung der Fehlsynchronisierung des Trägers bei bestimmten Impulsfolgen ist zwar durch den Einsatz spezieller Fangschaltungen möglich, diese sind jedoch sehr aufwendig.

Auch bei der Regenerierung des trägerfrequenten digitalen Signals in der Übertragungslage, die ebenfalls möglich ist, sofern das digitale Signal in einem pseudoternären Code vorliegt und bei der Irägerfrequenzmodulation ein Träger mit einer Frequenz verwendet wird, die ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist und dessen Phase um 90° gegenüber der Phase einer Schwingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt, ergeben sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Synchronisation der Trägerphase.

Es wurde bereits ein Verfahren zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten Seitenbandes eines trägerfrequenten digitalen Signals vorgeschlagen. Bei diesem Verfahren wird zur Erzeugung des trägerfrequenten Signals ein Träger verwendet, dessen Phase um 90° gegenüber der Phase einer Schwingung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals verschoben ist, deren Frequenz gleich der Bitfolgefrequenz ist. Demgegenüber wird im vorliegenden Fall ein Träger mit einer Phase, die um 90° gegenüber der Phase einer Schwingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt, verwendet. Da in beiden Fällen unterschiedliche Träger verwendet werden, entstehen auch unterschiedliche trägerfrequente digitale Signale, so daß auch deren zur Signalübertragung verwendete obere Seitenbänder unterschiedlich sind.

Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu entwickeln, das bei allen Pulsfolgen eine eindeutige Synchronisierung gestattet und dabei auf die Verwendung spezieller Fangschaltungen verzichtet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das empfangene Seitenband entzerrt und verstärkt wird und gleichzeitig einer Modulationseinrichtung und einer Anordnung zurTakt- und Trägerableitung zugeführt wird, in der Takt- und Trägerschwingungen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der halben Bitfolgefrequenzen sind, vom empfangenen und entzerrten Seitenband abgeleitet

werden und eine erste Taktschwingung mit der niedrigsten Frequenz der Modulationseinrichtung zugeführt wird und eine zweite Taktschwingung mit einer gegenüber der ersten verdoppelten Frequenz einem Zeitgenerator zugeführt wird, daß in der Modulationseinrichtung das empfangene und entzerrte Seitenband in ein regenerierbares digitales Signal umgewandelt wird und einem Amplitudenregenerator zugeführt wird und daß das amplitudenmäßig regenerierte Signal dem Zeitregenerator zugeführt und zeitmäßig regeneriert wird.

Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, daß Vieldeutigkeiten bei der Trägersynchronisierung vermieden werden können, sofern die Takt- und die Trägerschwingungen aus dem empfangenen und entzerrten Seitenband, also im Signalweg vor einer Signalumsetzung mittels eines Trägers abgeleitet werden. Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen darin, daß die einzelnen Verfahrensschritte vergleichsweise wenig Aufwand nach sich ziehen und wegen der sicheren Verhinderung von Fehlsynchronisationen keine zusätzlichen Maßnahmen getroffen werden müssen, die bestimmte unerwünschte Impulsfolgen, beispielsweise eine 1-0-1-0...-Folge, ausschließen.

Die im folgenden beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung verwenden zur Übertragung jeweils das obere Seitenband des trägerfrequenten digitalen Signals, da sich hierdurch ein geringerer Störpegel in parallel laufenden Leitungen für die Niederfrequenz- und die Trägerfrequenzübertragung ergibt.

Eine erste bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, daß das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in der Modulationseinrichtung in die Basisbandlage umgesetzt wird. Diese bevorzugte Variante hat den Vorteil, daß das in die Basisbandlage umgesetzte digitale Signal mit den bekannten Basisbandregeneratoren amplituden- und zeitmäßig regeneriert werden kann.

Eine weitere bevorzugte Variante des Verfahrens nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in eine Zwischenlage, die um ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz gegenüber der Basisbandlage des digitalen Signals verschoben ist, umgesetzt wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß mit der Wahl der Zwischenlage die Frequenzebene des digitalen Signals in gewissen Grenzen wählbar und dadurch an andere Übertragungseinrichtungen, beispielsweise an Funkgeräte, besser anpaßbar ist.

Eine dritte günstige Abwandlung des Verfahrens nach der Erfindung, bei der das Signal in der Übertragungslage verbleibt, und dadurch nach der Regenerierung keine erneute Umsetzung in die Übertragungslage erforderlich ist, ergibt sich dadurch, daß aus dem empfangenen, entzerrten und verstärkten oberen Seitenband in der Modulationseinrichtung ein unteres Seitenband erzeugt und zur Bildung eines regenerierbaren digitalen Signals mit dem oberen Seitenband vereinigt wird. Für die Erzeugung des unteren Seitenbandes in der Modulationseinrichtung ist auch in diesem Fall ein empfangsseitig erzeugter Träger notwendig, so daß auch in diesem Fall eine Trägerableitung aus dem empfangenen und entzerrten Seitenband erfolgen muß.

Für zahlreiche Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, daß zur Takt- und Trägerableitung eine Schwingung erzeugt wird, die mit dem empfangenen Seitenband synchronisiert wird.

Bei einer besonders einfachen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der zur Schwingungserzeugung benötigte Oszillator eingespart werden, indem zur Takt- und Trägerableitung aus dem empfangenen, entzerrten und gleichgerichteten Seiten-

ίο band eine Schwingung der doppelten Bitfolgefrequenz ausgesiebt wird.

Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich dadurch, daß an den Signaleingang über einen ersten Bandpaß ein erster Entzerrer angeschlossen ist, dessen Ausgang sowohl mit dem Eingang eine Modulationseinrichtung als auch mit dem Eingang einer Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, daß der Ausgang der Modulationseinrichtung mit dem Eingang eines an sich bekannten Regenerators verbunden ist, der einen an den Eingang unmittelbar angeschlossenen ersten Amplitudengenerator und einen mit dessen beiden Ausgängen unmittelbar verbundenen Zeitregenerators enthält, der an seinen beiden Ausgängen jeweils die regenerierten Impulse einer Polarität des Eingangssignals des Regenerators als unipolare Impulsfolge an die Ausgangsanschlüsse abgibt, daß die Anordnung zur Takt- und Trägerableitung eine Serienschaltung aus einem mit dem Ausgang des ersten Entzerrers über den Eingang verbundenen zweiten Entzerrer, einem ersten Laufzeitglied, einem Gleichrichter, einem zweiten Amplitudenentscheider mit nur einem Ausgang, einem Phasendiskriminator, einem Generator, einem ersten Pulsformer und einem Frequenzteiler enthält und bei der der Ausgang des zweiten Entzerrers zusätzlich mit einem ersten Ausgang, der mit dem Frequenzteiler verbundene Ausgang des ersten Pulsformers zusätzlich mit einem zweiten Ausgang, ein weiterer Ausgang des ersten Pulsformers mit dem Takleingarig des Phasendiskriminators und der Ausgang des Frequenzteilers mit einem dritten Ausgang der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, der außerdem an einen Trägereingang der Modulationseinrichtung und an einen Trägerausgang angeschlossen ist, daß der zweite Ausgang der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung über einen Takteingang des Regenerators mit einem Takteingang des Zeitregenerators und mit einem Taktausgang verbunden ist, daß ein erster Verstärker vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des ersten Entzerrers und dessen Eingang wahlweise mit dem Ausgang des ersten Entzerrers, dem Ausgang der Modulationseinrichtung oder mit dem ersten Ausgang der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, an den außerdem ein /weiter Eingang der Moduhuionseinrichtung angeschlossen werden kann.

Ein besonderer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Anordnung besteht in den definierten Anfangsbedingungen, die eine schnelle Betriebsaufnahme nach dem Einschalten sichern.

Zur Umsetzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basislage ist zweckmäßigerweisc eine Modulationseinrichtung vorgesehen, die zwischen ihrem Signalcingang und ihrem Signalnusgang eine

ds Reihenschaltung aus einem ersten Modulator, einem ersten Tiefpaß und einem zweiten Verstärker enthäh und bei der an den Trägereingang über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Bandpaß, einen·

dritten Verstärker und einem zweiten Laufzeitglied der Trägereingang des ersten Modulators angeschlossen ist.

Bei dieser Anordnung wird also die Umsetzung in die Basisbandlage durch Modulation mit einem einzigen Träger, also mit nur geringem Aufwand, vorgenommen. Dabei sind an den ersten Tiefpaß besonders hohe Forderungen zu stellen, die beispielsweise die Forderung auf Nachstimmbarkeit mit beinhalten.

Die Umsetzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basisbandlage kann auch mittels einer Doppelumsetzung mit zwei Modulatoren und zwei unterschiedlichen Trägerfrequenzen geschehen. Es ergibt sich eine etwas aufwendigere, aber dafür unkritischere Modulationseinrichtung, die zwischen ihrem Signalcingang und ihrem Signalausgang eine Reihenschaltung aus einem zweiten Modulator, einem dritten Bandpaß, einem dritten Modulator, einem dritten Tiefpaß und einem vierten Verstärker enthält und bei der der Trägereingang der Modulationseinrichtung über einen zweiten Pulsformer und einer Reihenschaltung aus einem vierten Bandpaß, einem fünften Verstärker und einem dritten Laufzeitglied mit dem Trägereingang des zweiten Modulators und über einen weiteren Ausgang des zweiten Pulsformers und einer weiteren Reihenschaltung aus einem fünften Bandpaß, einem sechsten Verstärker und einem vierten Laufzeitglicd mit dem Trägereingang des dritten Modulators verbunden ist.

Zur Regenerierung des trägerfrequenten digitalen Signals in der Übertragungslage ist mittels eines zusätzlich erzeugten Trägers das untere Seitenband in einer Modulalionseinrichlung zu erzeugen, bei der der Signalcingang über ein fünftes Laufzeitglied mit dem ersten Eingang einer Zusammenführungsschaltung und der Signaleingang über einen vierten Modulator mit dem zweiten Eingang einer Zusammenführungsschallung verbunden ist, wenn der Signalausgang der Zusammenführungsschaltung über einen vierten Tiefpaß mit dem Eingang eines siebenten Verstärkers verbunden ist, bei der der Ausgang dieses Verstärkers mit dem Signalausgang verbunden ist und deren Trägereingang über ein sechstes Laufzeitglied an den Trägereingang des vierten Modulators angeschlossen ist.

An Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Erfindung im folgenden näher erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 eine erfindungsgemäße Anordnung zur Regenerierung trägerfrequenter digitaler Signale,

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Modulationseinrichtung zur Einfachumsetzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basisbandlage,

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Modulationseinrichtung zur Doppelumsctzung des trägerfrequenten digitalen Signals in die Basisbandlage und

Fig.4 eine erfindungsgemäße Modulationseinrichtung zur Erzeugung des unteren Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals in der Übcrtragungslagc.

Die in der Figur dargestellte Anordnung dient zur Regenerierung des zur Übertragung verwendeten oberen Scitcnbandes eines trägerfrequenten digitalen Signals. Dieses obere Seitenband umfaßt den Frequenzbereich 0,5 < (J < 1,5, wobei U das auf die Bitfolgefrequcnz fj bezogene Frequenzverhältnis f-.fr ist. Diesem Frequenzbereich entspricht auch der Durchlaßbereich des ersten Bandpasses 0/¹I, der mit dem Signaleingang I verbunden ist und insbesondere die niederfrequenten Störungen vom Eingang des nachfolgenden ersten automatischen Entzerrers El fernhält. Auf Grund der mit der Frequenz zunehmenden Dämpfung des Kabels, das im vorliegenden Fall ein solches der Form 17a ist, wurde der Dämpfungsverlauf des ersten Entzerrers El so eingestellt, daß die Dämpfung mit zunehmender Frequenz abnimmt und sich insgesamt eine lineare Übertragung der Signalamplituden im interessierenden Frequenzbereich ergibt.

ίο Vom Ausgang des ersten Entzerrers El wird das entzerrte und zusätzlich verstärkte Signal sowohl dem Signaleingang A einer Modulationseinrichtung M als auch dem Signaleingang E einer Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung zugeführt. In der Modulationseinrichtung M wird das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband in ein regenerierbares digitales Signal umgewandelt, wobei sich für die Umwandlung die in den Fig.2 bis4 näher erläuterten Möglichkeiten ergeben.

Vom Ausgang Oder Modulationseinrichtung M wird das nunmehr regenerierbare digitale Signal dem Signaleingang K des eigentlichen Impulsregenerators R zugeführt, der in bekannter Weise aus einem ersten Amplitudenregenerator AR 1 und einem Zeitregenerator ZR besteht. Im ersten Amplitudenregenerator AR 1 wird das zugeführte pseudoternär codierte Signal, dessen Amplitudenwerte also +1 und -1 sein können, in zwei unipolare Impulsfolgen aufgespalten und gleichzeitig die Amplituden dieser Impulsfolgen regeneriert. Die erste unipolare Impulsfolge setzt sich dabei aus den Eingangsimpulsen mit positiver Amplitude und die zweite Impulsfolge aus den Eingangsamplituden mit negativer Impulsfolge zusammen. Jede dieser beiden Impulsfolgen wird getrennt von einem der beiden Ausgänge des ersten Amplitudenregenerators AR 1 einem der beiden Eingänge des Zeitgenerators ZR zugeführt. Dieser Zeitregenerator, der in bekannter Weise beispielsweise aus zwei, mit jeweils einem der beiden Eingänge verbundenen D-Flipflops bestehen kann, erhält vom Takteingang L des Regenerators R eine Taktschwingung und gibt entsprechend dieser Taktschwingung an seinen beiden Ausgängen getrennt die zeitmäßig regenerierte erste und zweite unipolare Impulsfolge ab. Von diesen Ausgängen werden die unipolaren Impulsfolgen zu den Ausgängen 2, 3 des Regenerators R geleitet, so daß am ersten Ausgang 2 eine amplituden- und zeitmäßig entzerrte unipolare Impulsfolge entnehmbar ist, die der Folge der Eingangsimpulse mit positiver Amplitude entspricht und am Ausgang 3 die analoge, den negativen Eingangsimpulsen entsprechende Impulsfolge.

Mit den Ausgängen 2, 3 des Regenerators R können je nachdem ob der Regenerator als Zwischen- oder als Endregencrator eingesetzt ist, die beiden Eingänge eines Modulators mit einem angeschlossenen BandpaO oder eine Gabelschaltung mit einem angeschlossener Bandpaß oder weitere Teile eines Leitungsendgerät! verbunden sein.

Bei dem ersten Entzerrer E I handelt es sich um einer

ho automatischen Entzerrer, dessen Dämpfungsmaß ii Abhängigkeit vom Pegel des Empfangssignals gesteuer wird. Zu diesem Zweck ist an den Steuereingang de ersten Entzerrers E1 der Ausgang eines Verstär kers V1 angeschlossen, dessen Eingang im Ausfüh

⁶S rungsbeispicl mit dem Ausgang des automatische Entzerrers verbunden ist; zur Einsparung von Vei stärkerstufen kann der Eingang des ersten Verstäi kcrs Vl aber auch mit Anschlußpunkien verbünde

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sein, an denen das Signal einen größeren Pegel besitzt, das sind beispielsweise der Ausgang Dder Modulationseinrichtung M oder ein erster Ausgang N der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung.

Die Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung besteht aus der Reihenschaltung eines zweiten Entzerrers £2, eines Laufzeitgliedes Ti, eines Gleichrichters GR, eines zweiten Amplitudenregenerators AR 2, eines Phasendiskriminators PD, eines Generators G, eines Pulsformers RFund eines Frequenzteilers FT. Der Eingang des zweiten Entzerrers £2 ist unmittelbar an den Eingang £ der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung angeschlossen. Im vorliegenden Fall ist der zweite Entzerrer £2 als Hochpaß mit angeschlossenem Verstärker realisiert.

Der Ausgang des zweiten Entzerrers ist mit dem Eingang des ersten Laufzeitgliedes τ\ und außerdem mit einem ersten Ausgang N der Anordnung zur Takt- und Trägerableitung verbunden. An diesen Ausgang N kann wahlweise außerdem ein zweiter Eingang B der Modulationseinrichtung M angeschlossen sein.

Das erste Laufzeitglied Γι ist in Form einer Schiebekette realisiert, es dient zum Angleichen der Laufzeit des Signals in der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung an die Laufzeit des zu regenerierenden Signals in der Modulationseinrichtung M und dem Regenerator R, also zur genauen Einstellung der Phase der erzeugten Takt- und Trägerschwingungen und des zu regenerierenden Signals.

Der an den Ausgang des ersten Laufzeitgliedes τ\ angeschlossene Gleichrichter GR bewirkt eine Faltung des empfangenen, entzerrten und verstärkten oberen Seitenbandes in sich, so daß der angeschlossene zweite Amplitudenregenerator AR 2 statt pseudoternärer Impulse eine unipolare Impulsfolge erhält. In dem zweiten Amplitudenregenerator AR 2 erfolgt die Amplitudenregeneration dieser unipolaren Impulsfolge, die anschließend dem einen Eingang des Phasendiskriminators PD zugeführt wird. An den anderen Eingang des Phasendiskriminators PD ist der Ausgang P des Pulsformers RF angeschlossen, über diesen Eingang erhält der Phasendiskriminator die erzeugte Takt- und Trägerschwingung zum Phasenvergleich. Als Vergleichsergebnis erzeugt der Phasendiskriminator PD eine pulsierende Gleichspannung, die dem Steuereingang des Generators C zugeführt wird.

3ei der Anordnung aus dem Generator C, dem Pulsformcr RF und dem Phasendiskriminator PD handelt es sich also um eine sogenannte Phase-Lock-Loop-Schaltung zur Erzeugung einer nachgezogenen Schwingung. Der Generator G enthält Kapazitätsdioden, deren Kapazität sich entsprechend der zugeführten Regelspannung ändert und durch den Anschluß an den frequenzbestimmenden Schwingkreis zu einer Frequenzänderung der erzeugten Schwingungen führt. Da es sich bei dem Generator G um einen Sinusgenerator handelt, erfolgt in dem angeschlossenen Pulsformer RF in bekannter Weise eine Umwandlung der Sinusschwingungen in Rechteckimpulse. Die vom Pulsformcr RF abgegebenen Rechteckimpulsc bilden den Taktpuls oder Bittakt, der über den zweiten Ausgang H der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung dem Takteingang L des Regenerators R und dem Taktausgang 5 zugeführt wird. Vom Taktausgang 5 können bei Verwendung als Endregenerator weitere Teile des Leitungsendgeräts mit dem Bittakt gespeist werden.

Vom Ausgang des Pulsformers RFwird der erzeugte TaktDuls auch einem Frequenzteiler FT zugeführt, der durch eine Frequenzteilung im Verhältnis 2 :1 aus dem Taktpuls die Trägerschwingung erzeugt, die von dem angeschlossenen dritten Ausgang Fder Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung dem Trägereingang der Modulationseinrichtung M und einem Trägerausgang 4 zugeführt wird. An den TKigerausgang 4 ist im Fall der Verwendung der beschriebenen Regenerationsanordnung als Zwischenregenerator bei der Regenerierung der Impulse in der Basisbandlage oder in einer ίο Zwischenbandlage ein Modulator angeschlossen, während bei der Regenerierung der Impulse in der Übertragungslage der Anschluß 4 frei bleibt. Bei der Verwendung der beschriebenen Anordnung als Endregenerator ist bei der Regenerierung der Impulse in der einen Zwischenbandlage oder in der Übertragungslage an den Trägerausgang 4 ein Modulator angeschlossen, während bei der Regenerierung der Impulse in der Basislage ein zusätzlicher Modulator entfallen kann und der Trägerausgang 4 frei bleibt.

Bei einer Umsetzung des empfangenen oberen Seitenbandes, das im Frequenzbereich 0,5 < Ω < 1.5 übertragen wird, in die Basisbandlage, wird von der Modulationseinrichtung M an den Regenerator R ein regenerierbares digitales Signal im Frequenzbereich 0 < Ω < 1 abgegeben. Zur Regenerierung wird in diesem Fall ein Bittakt mit der Frequenz Ω = I benötigt, der von dem auf dieser Frequenz schwingenden Generator G in Verbindung mit dem Pulsformer RF erzeugt wird. Durch den Frequenzteiler FT wird der für die Umsetzung benötigte Träger mit der Frequenz Ω = V₂ erzeugt und an den Modulator M abgegeben. Das am Ausgang P des Pulsformers RF abgegebene Ausgangssignal wird dem zweiten Eingang des Phasendiskriminators PD zugeführt, in den der Phasenvergleich auf der Frequenzebene Ω = 1 oder Ω = 2 oder zwischen beiden stattfinden kann.

Bei einer Regenerierung des trägerfrequenten digitalen Signals in der Übertragungslage oder in einer Zwischenlage wird vom Generator G eine Schwingung mit der Frequenz Ω = 2 erzeugt, wobei der Generator G direkt mit dieser Frequenz schwingen kann oder aber mit der Frequenz Ω = 1 schwingt und nach Verzerrung die erste Oberwelle ausgesiebt und dem Pulsformer RF zugeführt wird. Der Pulsformer RF erzeugt in diesem Fall eine Taktschwingung mit der Frequenz Ω = 2, die dem Regenerator R und dem Frequenzteiler FT zugeführt wird. Der Regenerator R erhält in diesem Fall ein zu regenerierendes Signal, das im Frequenzbereich 0 < iJ < 1,5 auftritt. Vom Fre-50 quenzteiler FT wird der Modulalionseinrichtung M ein Träger mit der Frequenz Ω = 1 zugeführt. Die Frequenz des benötigten Trägers ist also auch in diesem Fall halb so groß wie die Frequenz des zur Regenerierung benötigten Takipulses. 55 In den anschließend erläuterten F i g. 2,3,4 sind einige Modulationseinrichtungen M dargestellt, die der in der Fig. I dargestellten Anordnung zur Regenerierung einen universellen Einsatz sichert.

In der F i g. 2 ist eine Modulationscinrichtung Λ¹ 60 dargestellt, die mit nur einem Modulator das empfange ne, entzerrte und verstärkte obere Seitenband in di< Basisbandlagc umsetzt und dadurch ein regenerierbare! digitales Signal erzeugt. Zu diesem Zweck ist an dci Eingang A der Modulationseinrichtung M der Einganj 65 des ersten Modulators M I angeschlossen, der das in Frequenzbereich 0,5 < Ω < 1,5 empfangene ober Seitenband mit einem, seinem Trägereingang zugeführ ten Träger mit der Frequenz Ω = U₂ moduliert un<

dadurch ein digitales Signal im Frequenzbereich 0 < Ω < 1 erzeugt. An den Ausgang des ersten Modulators M I ist ein erster Tiefpaß TPi angeschlossen, dessen Sperrbereich bei Ω = 1 beginnt und der Reste des Empfangssignals vom Ausgang fernhält. An den Ausgang des ersten Tiefpasses TP1 ist zur Pegeleinstellung ein zweiter Verstärker V2 angeschlossen, der das digitale Signal an den Signalausgang D der Modulationseinrichtung M abgibt. Der Trägereingang des ersten Modulators M1 erhält vom Trägereingang C der Modulationseinrichtung über einen zweiten Bandpaß BPl mit dem Durchlaßbereich Ω = >/2, einem dritten Verstärker V3 und einem zweiten Laufzeitglied Tj die zur Modulation benötigte Trägerschwingung. Das zweite Laufzeitglied Γ2 dient zur Feineinstellung der Phase der Trägerschwingung, es besteht ebenfalls aus einer Laufzeitkette und ergänzt das erste Laufzeitglied ri der Anordnung TA zur Takt· und Trägerableitung.

In der F i g. 3 ist eine Modulationseinrichtung M zur üoppelumsctzung dargestellt, deren Anschlußpunkte A, D und C mit denen der Fig. 1 und 2 übereinstimmen. Wie schon erläutert, ist zwar der Aufwand bei der Schaltung zur Doppelumsetzung nach der F i g. 3 etwas größer als bei der Schaltung zur Einfachumsetzung nach der Fig. 2, es können aber höhere Anforderungen an die Genauigkeit der Übertragung gestellt weiden, bzw. bei gleichen Forderungen die Ansprüche an die einzelnen Bauteile herabgesetzt werden. So ist beispielsweise bei hohen Anforderungen an die Übertragungsqualität der in der Schaltung nach der Fig. 2 enthaltene erste Tiefpaß TP 1 nachstimmbar auszuführen, während dies bei dem vergleichbaren Tiefpaß 7Tl in der Schaltung nach der Fig. 3 nicht notwendig ist. F.ntsprechcnd der dargestellten Schaltung wird das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband vom Signaleingang A einem zweiten Modulator M 2 zugeführt, der durch Modulation mit einem Träger der Frequenz Ω — 3,5 eine erste Umsetzung des empfangenen oberen Seitenbandes bewirkt.

Dem Ausgang des ersten Modulators ist der dritte Bandpaß ß/^}3 nachgeschaltet, der die Reste des modulierenden Eingangssignals, den Träger und das bei der Modulation erzeugte obere Seitenband sperrt, so daß nur das untere Seitenband mit einem Frequenzbereich 2 < Ω < 3 an den nachgcschalteten dritten Modulator Λ-/3 abgegeben wird. Dieses untere Seitenband wird in dem dritten Modulator M 3 mit einem /weiten Träger mit der Frequenz Ω = 3 moduliert.

Dem dritten Modulator M3 ist ein dritter Tiefpaß TPi mit einem Durchlaßbereich 0 < Ω < 1 nachgeschaltet, der sämtliche Modulationsprodukie bis auf das untere Seitenband sperrt. Dieses untere Seilenband ist das regenerierbare digitale Signal, das in einem angeschlossenen vierten Verstärker V4 auf den gewünschten Pegel gebracht und zum Signalausgang D der Modulationseinrichtung Abgeleitet wird.

Die Erzeugung des Trägers für den /weiten Modulator mit der Frequenz Ω = 3,5 und für den dritten Modulator mit der Frequenz £3 = 3 erfolgt aus einer, von der Anordnung TA zur Takt- und Trägerableitung an den Trägereingang C abgegebenen Schwingung mit der Frequenz Ω = V₂. Diese Schwingung wird einem Pulsformer PF zugeführt, der aus den Rechteckschwingungen mit der Frequenz Ω = V₂ sehr schmale und deshalb oberwellenreiche Dreieckschwingungen erzeugt, aus denen mittels eines vierten Bandpasses die

ίο sechste Harmonische mit einer Frequenz Ω = 3,5 und mittels eines fünften Bandpasses die fünfte Harmonische mit einer Frequenz Ω = 3 ausgesiebt wird. An den vierten Bandpaß ΒΡΛ schließt sich im Signalweg ein fünfter Verstärker V5, ein drittes Laufzeitglied τι und

S₅ der Trägereingang des zweiten Modulators M 2 an, während der Träger vom fünften Bandpaß ßP5 über einen sechsten Verstärker '/6 und ein viertes Laufzeitglied T4 zum Trägereingang des dritten Modulators M 3 geleitet wird.

Die in der Fig. 4 dargestellte Schaltung der Modulationseinrichtung M enthält neben dem Signaleingang A, dem Signalausgang D und dem Trägereingang C einen weiteren Signaleingang ß. Durch die Verbindung des Signaleingangs A mit dem Ausgang des ersten Entzerrers E1 und des Signaleingangs B mit dem Ausgang des zweiten Entzerrers E2 ergeben sich in der Modulationseinrichtung M zwei Signalwege bis zur Zusammenführungsschaltung Z. Der erste Signalweg geht vom Signaleingang A über ein fünftes Laufzeitglied v-, zu einem ersten Eingang der Zusammenführungsschaltung Z, während der zweite Signalweg vom Eingangß über den vierten Modulator M 4 zum anderen Eingang der Zusammenführungsschaltung Z führt. Über den ersten Signalweg wird das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zu dem einen Eingang der Zusammenführungsschaltung Z geleitet, während durch den im zweiten Signalweg befindlichen vierten Modulator M 4 das zusätzlich entzerrte obere Seitenband mit einem Träger der Frequenz Ω = 1 moduliert und dadurch das untere Seitenband erzeugt wird. Die Zusammenführungsschaltung Z ist in Form einer bekannten Gabelschaltung realisiert. Falls sich keine Rückwirkungen vom fünften Laufzeitglied rs auf den Ausgang des Modulatrrs M4 ergeben können, kann statt der Gabelschaltung auch eine ohmsche Verbindung der beiden Signalwege erfolgen. Am Ausgang der Zusammenführungsschaltung Z ist bereits das aus den beiden Seitenbändern bestehende trägerfrequente digitale Signal vorhanden, das über einen vierten Tiefpaß TP4 und einen siebenten Verstärker V7 zum Signalausgang Dgeleitet wird. Die Zuführung des Trägers mit der Frequenz i2 = 1 zum Trägereingang des vierten Modulators M 4 erfolgt vom Trägereingang C der Moduiationseinrichtung über ein sechstes Lauf/.citglied ri„ das zur genauen Phaseneinstellung des Trägers dient. Auch dieses Laufzeitglied ist als Schiebekette realisiert.

2 BUiU /.dc

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Regenerierung des / Übertragung verwendeten Seitenbandes eines trägerfrequenten digitalen Signals, das in einem pseudoternären Code vorliegt und bei dessen Erzeugung ein Träger mit einer Frequenz verwendet wird, die ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist und dessen Phase um 90" gegenüber der Phase einer Schwingung verschoben ist, die im digitalen Signal mit einer Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene Seitenband entzerrt und verstärkt wird und gleichzeitig einer Modulationseinrichtung und einer Anordnung zur Takt- und Trägerableitung zugeführt wird, in der Takt- und Trägerschwingungen, deren Frequenzen ganzzahlige Vielfache der halben Bitfolgefrequenzen sind, vom empfangenen und entzerrten Seitenband abgeleitet werden und eine erste Taktschwingung mil der niedrigsten Frequenz der Modulationseinrichtung zugeführt wird und eine zweite Taktschwingung mit einer gegenüber der ersten verdoppelten Frequenz einem Zeitregenerator zugeführt wird, daß in der Modulationseinrichtung das empfangene und entzerrte Seitenband in ein regenerierbares digitales Signal umgewandelt wird und einem Amplitudenregenerator zugeführt wird und daß das amplitudenmäßig regenerierte Signal dem Zeitgenerator zugeführt und zeitmäßig regeneriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, das das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in der Modulationseinrichtung in die Basisbandlage umgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signa's zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, daß das empfangene, entzerrte und verstärkte obere Seitenband zur Umwandlung in ein regenerierbares digitales Signal in der Modulationseinrichtung in eine Zwischenlage, die um ein ganzzahliges Vielfaches der halben Bitfolgefrequenz gegenüber der Basisbandlage des digitalen Signals verschoben ist, umgesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung des oberen Seitenbandes des trägerfrequenten digitalen Signals zur Übertragung, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem empfangenen, entzerrten und verstärkten oberen Seitenband in der Modulationseinrichtung ein unteres Seitenband erzeugt und zur Bildung eines regenerierbaren digitalen Signals mit dem oberen Seitenband vereinigt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Takt- und Trägerableitung eine Schwingung erzeugt wird, die mit dem empfangenen Seitenband synchronisiert wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Takt- und Trägerahleitung aus dem empfangenen, entzerrten und gleichgerichteten Seitenband eine Schwingung der doppelten Bitfolgefrequenz ausgesiebt wird.

7. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Signaleingang (1) über einen ersten Bandpaß (BPl) ein erster Entzerrer (E 1) angeschlossen ist, dessen Ausgang sowohl mit dem Eingang (A) einer Modulationseinrichtung (M) als auch mit dem Eingang feiner Anordnung (TA)zur Takt- und Trägerablcitung verbunden ist, daß der Ausgang (D) der Modulationseinrichtung (M) mit dem Eingang feines an sich bekannten Regenerators (7?J verbunden ist, der einen an den Eingang (K) unmittelbar angeschlossenen ersten Amplitudenregenerator (AR 1) und einen mit dessen beiden Ausgängen unmittelbar verbundenen Zeitregenerator (ZR) enthält, der an seinen beiden Ausgängen jeweils die regenerierten Impulse einer Polarität des Eingangssignals des Regenerators als unipolare Impulsfolge an die Ausgangsanschlüsse (2, 3) abgibt, daß die Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung eine Serienschaltung aus einem mit dem Ausgang des ersten Entzerrers (Et) über den Eingang (E) verbundenen zweiten Entzerrer (£2). einem ersten Laufzeitglied (ri), einem Gleichrichter (GR), einem zweiten Amplitudenentscheider (AR2) mit nur einem Ausgang, einem Phasendisknminator (PD), einem Generator (G), einem ersten Pulsformer (RF) und einem Frequenzteiler (FT) enthält und bei der der Ausgang des zweiten Entzerrers (E2) zusätzlich mit einem ersten Ausgang (N), der mit dem Frequenzteiler (FT) verbundene Ausgang des ersten Pulsformers (RF) zusätzlich mit einem zweiten Ausgang (H) ein weiterer Ausgang (Pj des ersten Pulsformers (RF) mit dem Takteingang des Phasendiskriminators (PD) und der Ausgang des Frequenzteilers (FT) mit einem dritten Ausgang (F) der Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, der außerdem an einen Trägereingang (C) der Modulationseinrichtung (M) und an einen Trägerausgang (4) angeschlossen ist, daß der zweite Ausgang (H) der Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung über einen Takteingang (L) des Regenerators (R) mit einem Takteingang des Zeitgenerators (ZR) und mit einem Taktausgang (5) verbunden ist, daß ein erster Verstärker (V 1) vorgesehen ist, dessen Ausgang mit dem Steuereingang des ersten Entzerrers (£1) und dessen Eingang wahlweise mit dem Ausgang des ersten Entzerrers (E 1), dem Ausgang der Modulationseinrichtung (M) oder mit dem ersten Ausgang (N) der Anordnung (TA) zur Takt- und Trägerableitung verbunden ist, an den außerdem ein zweiter Eingang (B) der Modulationseinrichtung angeschlossen werden kann.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modulationseinrichtung (M) vorgesehen ist, die zwischen ihrem Signaleingang (A) und ihrem Signalausgang (D) eine Reihenschaltung aus einem ersten Modulator (M 1), einem ersten Tiefpaß (7Pl) und einem zweiten Verstärker (V2) enthält und bei der an den Trägereingang (C) über eine Reihenschaltung aus einem zweiten Bandpaß (ßP2), einem dritten Verstärker (V3) und einem zweiten Laufzeitglied (τ₂) der Trägereingang des ersten Modulators (M 1) angeschlossen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Moduiationseinrichiung (M) vorgesehen ist, die zwischen ihrem Signaleingang (A) und ihrem Signalausgang (D) eine Reihenschaltung aus einem zweiten Modulator (M 2), einem dritten Bandpaß (BP3), einem dritten Modulator

(M 3), einem dritten Tiefpaß (TP3) und einem vierten Verstärker (V4) enthält und bei der der Trägereingang (C) der Modulationseinrichtung (M) über einen zweiten Pulsformer (PF) und einer Reihenschaltung aus einem vierten Bandpaß (ÖP4). einem fünften Verstärker (V5) und einem dritten Laufzeitglied (rj) mit dem Trägereingang des zweiten Modulators und über einen weiteren Ausgang des zweiten Pulsformers (PF) und einer weiteren Reihenschaltung aus einem fünften Band- ίο paß (BP5), einem sechsten Verstärker (V6) und einem vierten Laufzeitglied (τ*) mit dem Trägereingang des dritten Modulators (Af 3) verbunden ist.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Modulationseinrichtung (M) vorgesehen ist, bei der der Signaleingang (A) über ein fünftes Laufzeitglied (r₅) n.it dem ersten Eingang einer Zusammenführungsschaltung (Z) und der Signaleingang (B) über einen vierten Modulator (M 4) mit dem zweiten Eingang einer Zusammenführungsschaltung (Z) verbunden ist, daß der Signalausgang der Zusammenführungsschaltung (Z) über einen vierten Tiefpaß (TP4) mit dem Eingang eines siebenten Verstärkers (V7) verbunden ist, bei der der Ausgang dieses Verstärkers mit dem Signalausgang (7}l verbunden ist und deren Trägereingang (C) über ein sechstes Laufzeitglied (rt) an den Trägereingang des vierten Modulators (M4} angeschlossen ist.

11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Entzerrer (E2) eine Hochpaßcharakteristik hat.