DE2528835A1 - Einrichtung zur uebertragung von signalen, insbesondere mikrowellensignalen, zwischen einer sendestation und einer empfangsstation - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-PHIL. G. NICKEL - DR-ING. J. DORNER £ 0 ά ö O w 0

8 MÜNCHEN 15

LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH 104

TEL. (08 11) 55 5719

München, den 25. Juni 1975 Anwaltsaktenz.: 27 - Pat. 117

Raytheon Company, 141 Spring Street, Lexington, Mass. 02173, Vereinigte Staaten von Amerika

Einrichtung zur Übertragung von Signalen, insbesondere Mikro— Wellensignalen, zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Übertragung von Signalen, insbesondere Mikrowellensignalen, zwisohen einer Sendestation und einer Empfangsstation. In erster Linie findet die Erfindung Anwendung auf Mikrowellen-Signalübertragungssysteme, bei welchen Daten bei Mikrowellenfrequenzen über eine Anzahl von Kanälen von Punkt zu Punkt übertragen werden. Derartige Signalübertragungssysteme dienen oft dazu, die von einem Rechner gelieferten Daten von einem Rechnerausgang oder einem Rechenzentrum zu einem anderen Rechner zu übertragen oder in anderer Form eine Übertragung von digitalen Daten, Bildinformationsdaten oder Tonsignalen vorzunehmen. In einer Mikrowellenübertragungsverbindung sind im allgemeinen mehrere Kanäle vorgesehen. In bisher bekannten Systemen hat man sowohl digitale Modulation als auch analoge Modulation durchgeführt, wobei die digitale Modulation zuverlässiger ist und gegenwärtig fast ausschließlich zur Übertragung von Daten zwischen Rechnerausgängen verwendet wird.

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In manchen Anlagen wurde bereits eine quaternäre Phasenverschiebungsverschlüsselung (im folgenden abgekürzt als QPSK-Modulation bezeichnet) verwendet, um die Anzahl der Datenbits zu erhöhen, welche je Sekunde bei einer bestimmten Bandbreite übertragen werden können und um auch das maximale Signal-ZRauschverhältnis für einen gegebenen Kanal und eine gegebene Bandbreite sowie einen bestimmten Abstand zwisohen der Mikrowellensendestation und der Mikrowellenempfangsstation zu verbessern.

Eine unterschiedliche Mehrfachaussendung und ein Parallelempfang werden im allgemeinen vorgesehen, wenn die Signale eine Mehrfachweg-Verzerrung erleiden. Eine solche Verzerrung tritt auf, wenn die ausgesendeten Signale an der Empfangsantenne nach Ausbreitung über mehrere verschiedene Wege eintreffen, anstatt einen direkten Weg von der Sendeantenne zur Empfangsantenne durchlaufen zu haben» Eine Abschwächung tritt auf, wenn die an der Empfangsantenne eintreffenden Signale sioh bei entgegengesetzter Phasenlage addieren, so daß sie einander auslöschen. Die Stärke der Mehrfachweg-Verzerrung verändert sich von Zeit zu Zeit abhängig von Änderungen der atmosphärischen Bedingungen.

Ein unterschiedlicher Mehrfachsende- und -Empfangsbetrieb vermindert diese Schwierigkeiten in starkem Maße, da Signale mit Horizontalpolarisation und Vertikalpolarisation von unterschiedlichen atmosphärischen Bedingungen und von den verschiedenen Merkmalen des Geländes zwisohen den beiden Stationen unterschiedlich beeinflußt werden.

Bei einem solchen System befinden sich am Orte der Empfangsstation zwei im Abstand voneinander angeordnete Antennen, welche aber auf demselben Mast oder Turm montiert sein können. Die Signale mit horizontaler Polarisation werden von der einen Antenne empfangen, während die Signale mit der vertikalen Polarisation von der anderen der beiden Antennen aufgenommen werden. In der Sendestation werden Signale mit beiden Polarisationen abgegeben. Zusammen mit den Daten jedes Kanales kann ein Takt-

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signal übertragen werden. Auf der Empiangsseite wird eine Entscheidung darüber getroffen, ob nun das horizontal polarisierte oder das vertikal polarisierte Empfangssignal besser empfangen worden ist und dieses Signal wird dann als Ausgangssignal des
Systems weiterverarbeitet.

Bei bekannten Signalübertragungseinrichtungen erfolgte die Umsohaltung von einem Datenstrom zu dem anderen üatenstrom ohne
Rücksicht auf die relative Phasenlage zwischen den Daten in den beiden Datenströmen. Es ergab sich, daß oft Daten verloren gingen, wenn die Umschaltung von einem Datenstrom zum anderen Datenstrom erfolgte. Dadurch wurde die insgesamt erzielbare Zuverlässigkeit bedeutend geringer als wenn das UmscbäLten ohne
den Verlust von Daten hätte durchgeführt werden können. Um die verminderte Zuverlässigkeit des Systems auszugleichen, hat man bisher oft die Senderleistung vergrößert oder den Abstand zwischen den Stationen verringert.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Signalübertragung zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation bedeutend sicherer durchzuführen, so daß ein Datenverlust vermieden wird. Dabei soll eine zur Verfügung stehende Bandbreite optimal ausgenützt und ein maximal zulässiger Abstand
zwischen den Sendeantennen und den Empfangsantennen vorgesehen werden.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, die Vorteile einer Modulation in mehreren verschiedenen Zuständen und eines Mehrfachsende- und -Empfangsbetriebes miteinander kombinieren zu
können.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Signale von der Sendestation in einer Anzahl verschiedener Modulationszustände aussendbar sind und daß Mehrfach-Empfangseinrichtungen zum Empfang dieser Signale vorgesehen
sind.

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Die Erfindung ist besonders gut für Mikrowellen-Informationsübertragungssysteme geeignet, bei welchen eine Mehrfachaussendung und eine Umschaltung zwischen den Empfangsdatenströmen ohne Datenverlust durchgeführt wird.

Im einzelnen weist eine Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art zur Übertragung von Mikrowellensignalen mindestens eine Sendeantenne und zwei im Abstand voneinander angeordnete Empfangsantennen auf. Die Sendestation sendet Informationen in digitaler Form, wobei diskrete, unterschiedliche Modulationszustände verwendet werden, insbesondere gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Modulation nach einer quaternären Phasenverschiebungsverschlüsselung. In der Empfangsstation befinden sich, wie bereits gesagt, mindestens zwei Antennen, welche an demselben Mast montiert sind und welche mit Bezug auf die Trägerfrequenz einen Abstand von 10 bis 15 Wellenlängen voneinander haben. Mit jeder der Antennen ist ein gesonderter Empfänger gekoppelt. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Einrichtung werden Taktsignale unmittelbar aus den übertragenen Daten vermittels einer phasenabgestimmten Schaltungsschleife zurückgewonnen, welche auf die raschesten Änderungen innerhalb der übertragenen Daten ansprioht. Die beiden jeweils einen Datenstrom abgebenden Empfängerausgänge sind mit einem taktrichtig arbeitenden Schalter verbunden. Im Betrieb wird eine Entsoheidung darüber getroffen, welcher der empfangenen Datenströme die höchste Qualität besitzt und dieser Datenstrom wird dann als der verwertbare Ausgang der Empfangsschaltung verwendet. Die Entscheidung über die Auswahl des Empfängers wird nach bestimmten Signalbedingungen getroffen, und zwar unter anderem entsprechend der Punktionsiähigkeit der Empfänger, der Bitfehlergeschwindigkeit, dem Signalpegel und der Phasenverzögerung zwischen oder unter den Datenströmen.

Der ausgewählte Datenstrom wird dann durch Umwandlung von Serienanordnung in Parallelanordnung neu geordnet und an eine ausgangsseitige Auswertschaltung angekoppelt, welohe Reohner,

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Eingangs-/Ausgangsgeräte und zugehörige Anlagenteile enthalten kann, darunter auch digitalisierte Bildwiedergabe- und Tonwiedergabeschaltungen.

Bei anderen vorteilhaften Ausführungsformen sind in jeder Station zwei Sendeantennen und zwei Empfangsantennen vorgesehen, wobei an beiden Antennen in beiden Stationen die übertragenen Daten sowohl mit horizontaler als auch vertikaler Polarisation gesendet und empfangen werden. In diesem Falle bedient man sich sowohl vertikal als auch horizontal polarisiert empfangender Empfänger und vertikal und horizontal polarisiert sendender Sendeeinrichtungen. Der eine Datenstrom kann mit vertikaler Polarisation ausgesendet werden, während der andere üatenstrom mit horizontaler Polarisation ausgesendet wird. Redundante Sender, Modulatoren und Multiplexschaltungen dienen zur weiteren Erhöhung der Sicherheit des Gesamtübertragungssystems.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar:

Figur 1 ein Blockschaltbild mit einer Mikrowellensendestation und einer Mikrowellenempfangsstation,

Figur 2 ein Blockschaltbild eines der beiden Systeme nach Figur i,

Figur 3 ein Blockschaltbild, welches den taktrichtig schaltenden Schalter, die Taktsignalerzeugungseinrichtungen und die Steuerschaltungen innerhalb des Systems nach Figur 2 wiedergibt,

Figur h ein Schaltbild der Taktsignalerzeugungseinrichtungen nach Figur 3,

Figur 5 einen Schaltplan des taktrichtig schaltenden Schalters und der Schaltmittel zur zeitlichen Einordnung der Daten innerhalb des Systems nach Figur 3,

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Figur 6 Figur 7 Figur 8

Figur 9

Figuren
1OA bis
IOD

Figuren
HA bis
IiE

einen Schaltplan der Taktsignalableitungsschaltung im Empfänger gemäß Figur 2,

ein schematisches Schaltbild des QPSK-Modulators nach Figur 2,

eine Tabelle zur Verdeutlichung des Kodierungsplanes der QPSK-Kodierung in der Senderschaltung nach Figur 2,

eine Tabelle zur Erläuterung der (_tPSK-Dekodierung innerhalb der Empfangsschaltung nach Figur 2,

eine Reihe von Wellen oder Kurvenformen zur Erläuterung des «ePSK-Modulationsverf ahrens,

eine Reihe von Kurvenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Taktsignalerzeugungseinriohtung nach Figur 4,

Figur 12 eine Tabelle zur Erläuterung der Arbeitsweise des taktrichtig schaltenden Schalters bei verschiedenen Empfangssignalbedingungen und schließlich

Figuren
13A bis
13E

eine Reihe von Wellenformen oder Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise des taktrichtig schaltenden Schalters beim Umschalten zwischen den Datenströmen oder Datenkanälen.

Anhand von Figur 1 soll zunächst die Wirkungsweise einer Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art beschrieben werden. Die Daten sollen zwischen den zwei Rechnerausgängen 122a und 122b in beiden Richtungen übertragen werden. Ist der Rechnerausgang 122a in der Sende- und Empfangsstation 101A bereit, Daten an den Rechnereingang in der Sende- und Empfangsstation 101B abzugeben, so werden die Ausgangssignale des Rechnerausganges 122a zunächst einer Signalvorbereitungsschaltung 120a zugeführt. In dieser Sohaltung werden die Ausgangssignale vom Rechnerausgang

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122a, welche beispielsweise parallel mit einer Geschwindigkeit von einem sechzehnstelligen Wort je Mikrosekunde angeliefert werden, in Serienform mit einer Geschwindigkeit umgewandelt, welche gleich der Anzahl der übertragenen Wortstellen, multipliziert mit ihrer Ausgangsfrequenz ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der auf diese Weise gebildete Serien-Datenstrom durch die Signalvorbereitungsschaltung 120a in Teile aufgespalten, wobei eine Hälfte dem Sender 112a mit Horizontalpolarisation und QPSK-Modulation und die andere Hälfte dem Sender 114a mit Vertikalpolarisation und QPSK-Modulation zugeleitet wird. Werden also die Daten von dem Rechnerausgang 122a mit einer Geschwindigkeit von sechzehn Wortstellen je Mikrosekunde abgegeben, so entsteht ein Serien-Datenstrom mit einer Geschwindigkeit von acht MHz, welcher an jeden der Sender 112a und 114a angekoppelt wird.

Die Sender 112a und 114a enthalten beide jeweils Modulatoren zur quaternären Phasenverschiebungsverschlüsselung oder ^PSK-Modulatoren sowie geeignete Verstärker. Der bevorzugte Bereich von Trägerfrequenzen liegt zwischen etwa 7 GHz und 8 GHz, doch sind auch andere Frequenzbereiche verwendbar. Eine Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art kann auch bei Kabelübertragungssystemen eingesetzt werden und erweist sich als besonders zweckmäßig für lange Kabelstrecken, wie sie etwa bei Überseeverbindungen vorliegen. Auch kann eine Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art bei Satelliten-Übertragungsstrecken eingesetzt werden, doch sind hier die Frequenzen für das Trägersignal verschieden. Ferner sei darauf hingewiesen, daß beliebige Modulationsverfahren verwendet werden können, bei welchen das modulierte Trägersignal eine Mehrzahl unterscheidbarer oder verschiedener Modulationszustände aufweist.

Die modulierten Ausgänge der die QPSK-Modulation vornehmenden Sender oder Sendestufen 112a und 114a werden über Zirkulatoren 110a an die Antennen 104a angekoppelt, welche an Mikrowellen-

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Sende- und Eatpfangsmasten 102a angeordnet sind. Jede der Antennen 104a enthält Horizontalstrahlerelemente 106a und Vertikalstrahlereleraente 108a. Das Ausgangssignal der Sendestufe 112a zur horizontalen Polarisation und QPSK-Modulation wird nur mit horizontaler Polarisation abgestrahlt, während das Ausgangssignal der Sendeetufe 114a zur Vertikalpolarisation und QPSK-Modulation nur mit vertikaler Polarisationsrichtung abgestrahlt wird. Man hat festgestellt, daß beim späteren Auftreffen dieser beiden Signale an den Empfangsantennen zwischen diesen Signalen mindestens eine Trennung von 20 db auftritt. Diese Trennung reicht dazu aus, um eine gegenseitige störende Beeinflussung zwischen den horizontal polarisierten und vertikal polarisierten Signalen am Ausgang der Empfänger zu verhindern.

Die Antennen 104a und 104b sind vorzugsweise jeweils an demselben Mast oder Turm angeordnet und haben einen gegenseitigen Abstand von etwa 10 bis 50 Wellenlängen bezogen auf die Trägerfrequenz. Bei dem bevorzugten Frequenzbereich von 7 GHz bis 8 GHz liefert ein Abstand zwisohen den Antennen 104a bzw. 104b von 12 m zufriedenstellende Ergebnisse, um die Vorteile des Mehrfach-Parallelempfanges des hier angegebenen Systems auszunützen.

In der Sende- und Empfangsstation 101b finden jeweils gleiche Antennen 104b Verwendung. Die Station 101b hat von der Station 101a einen Abstand, welcher duroh das die beiden Stationen voneinander trennende Gelände bestimmt sein kann. Ist das Gelände flach und befinden sioh keine Hindernisse auf dem Wege, so wählt man vorzugsweise Abstände im Bereich von 20 bis 30 Meilen, doch können die Abstände auch größer sein. Bei Verwendung einer Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art sind bei gleichen Leistungswerten gegenüber bisherigen Anlagen größere Abstände zwischen den Stationen zulässig.

Das horizontale Strahlerelement 106b der oberen Antenne 104b ist über einen Zirkulator ilOb an den der horizontalen Polarisations-

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richtung zugeordneten, unterscheidenden Empfänger Il6b angekoppelt, während das horizontale Strahlerelement 106b der unteren Antenne 104b unmittelbar an denselben Empfänger angekoppelt ist. In entsprechender Weise ist das vertikale Strahlerelement 108b der oberen Antenne 104b unmittelbar an den der vertikalen Polarisationsrichtung zugeordneten, unterscheidenden Empfänger Hob angekoppelt, während das vertikale Strahlerelement 108b der unteren Antenne 104b über den Gyrator IiOb mit dem Empfänger 118b gekoppelt ist. Die Empfänger 116 und 118, welche jeweils identische Schaltungen enthalten, weisen Schaltungskreise zur Demodulation und Dekodierung der die QPSK-Modulation besitzenden Empfangssignale auf. Das bedeutet, daß jeder der Empfänger 116 und 118 Empfangssohaltungen für zwei gesonderte Signale besitzt. Weiter enthält jeder der Empfänger 116 und 118 Schaltkreise zur Auswahl des jeweils besseren der beiden empfangenen Signale.

Die Ausgänge von den der horizontalen und der vertikalen Polarisationsrichtung zugeordneten, unterscheidenden Empfängern 116b und 118b, welche die ausgewählten, bevorzugten Signale sind, werden dem Rechnereingang und -Ausgang 122b über die Signalvorbereitungsschaltung 120b zugeleitet, in welcher die Signale zur Ankopplung an den Rechner wieder in Parallelform zurückverwandelt werden. Die Teile der Signalvorbereitungsschaltung 120b, welche mit den Empfängern 116b und 118b gekoppelt sind, besitzen jeweils entsprechend umgekehrten Aufbau wie diejenigen Teile der Signalvorbereitungsschaltung, welche mit den Horizontal- und Vertikal-(,»PSK-Sendern 112a und 114a verbunden sind und formen die Empfangsdaten in dieselbe Gestalt und Folge um, wie sie ursprünglich von dem Rechnerausgang 122a der Station lOia ausgegangen ist.

Die Datenübertragung kann in beiden Richtungen vorgenommen werden, da die Station 101b dieselben Sendeeinrichtungen enthält wie die Station 101a. Die Horizontal- und Vertikal-QPSK-Sender 112b und 114b der Station 101b sind so eingestellt, daß sie mit anderen Frequenzen betrieben werden als die entsprechenden Sen-

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der 112a und 114a der Station 101a. Auf diese Weise können Übertragungen in beiden Richtungen vorgenommen werden. An die Signalvorbereitungssohaltungen 120 können weitere Einrichtungen zur Bildinformationeverarbeitung und zur Sprachübertragung angeschlossen sein. In diesem Falle kann es notwendig sein, vor der Aussendung die Analogsignale in Digitalsignale umzuwandeln.

Es kann auch ein vereinfachtes Einweg-Informationsübertragungssystem unter Ausnützung der Vorteile der hier vorgeschlagenen Einrichtung aufgebaut werden. In einem solchen System ist nur ein einziger Sender vorgesehen, der an eine einzige Sendeantenne angekoppelt ist. Die Daten werden mit quaternärer Phasenverschiebungsverschlüsselung einem Trägersignal aufmoduliert. In der Empfangsstation befinden sich zwei Antennen, welche beide dieselbe Polarisationsrichtung aufweisen wie die Sendeantenne. Mit jeder der Antennen ist je ein Empfänger gekoppelt. Ein taktrichtig arbeitender Schalter wird in Abhängigkeit vom Zustand einer Auswahlschaltung betätigt und verbindet einen zu bevorzugenden Ausgang der Empfängerausgänge mit Auswerteinrichtungen. Je nach dem speziellen Anwendungsfall können andere Ausbildungen verwendet werden, wobei auch das zwischen Sendestation und Empfangsstation vorhandene Gelände und der zugeteilte Bandbreitebereich von Einfluß sind.

Wenn es notwendig ist, Informationen über die praktisch mögliche Grenze des Abstandes zwischen zwei Stationen hinaus zu übertragen, so können zwischen den Endstationen Wiederholerstationen vorgesehen werden, welche ausreichend geringen Abstand voneinander haben, um eine siohere übertragung zu gewährleisten. In einer Wiederholerstation kann ein System verwendet werden, welches entweder so wie die Station 101a oder die Station 101b aufgebaut ist. In diesem Falle sind die Ausgänge der unterscheidenden Empfänger unmittelbar mit den durch quaternäre Phasenverschiebungsverschlüsselung modulierenden Sendern verbunden, ohne daß die Signale durch die Signalvorbereitungssohaltung geleitet werden. Die Wiederholerstation ist dann mit vier Antennen

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ausgerüstet, wobei zwei für den Empfang und zwei für die Aussendung vorgesehen sind. Selbstverständlich können in jeder Wiederholerstation Daten abgezweigt und wieder aufbereitet werden und es kann ein vollständiges Netz mit Kreuzkopplungen zwischen den Stationen unter Beachtung der vorliegend angegebenen Grundsätze gebildet werden.

In Figur 2 ist nun ein Blockschaltbild einer der Stationen 101a oder 101b nach Figur 1 gezeigt. Die unterscheidenden Empfänger 116 und 118 enthalten jeweils zwei Signalempfänger 212, welche mit No. 1 und No. 2 bezeichnet sind und welche mit je einem der vertikalen Strahlerelemente 106 der Antennen 104 verbunden sind, wobei der mit No. 1 bezeichnete Empfänger 212 mit dem zugehörigen vertikalen Strahlerelement über den riohtungsabhängigen Isolator IiO in Verbhdung steht. Die beiden Empfänger 212 enthalten jeweils Verstärker- und Detektorschaltungen, ferner Dekodierungsschaltungen und eine phasenabgestimmte Schaltungsschleife zur Ableitung eines örtlichen Taktsignales aus den empfangenen Datensignalen. Das örtliche Taktsignal von den mit No. 1 und No. 2 bezeichneten Empfängern 212 wird jeweils einem den unterscheidenden Empfängern zugeordneten Taktgenerator 218 mitgeteilt. Die Ausgangsdaten von den Empfängern No. 1 und No. 2 erreichen den Auswahlschalter 216 und einen Bit-Korrelationsdetektor 210. Die Steuerschaltung 214 spricht auf geeignete Parameter des Betriebszustandes in den Empfängern an und betätigt den Auswahlschalter 216 im Sinne einer Auswahl des jeweils besseren der beiden Ausgangsdatenströme als den weiter zu verarbeitenden Auswahlempfänge rausgang. Der Bit-Korrelationsdetektor 210 spricht an, wenn die jeweils empfangenen Datenströme zeitlich mit einem größeren Unterschied als einer halben Datenbitzeit auftreten und verhindert eine Umschaltung von einem Datenstrom auf den anderen Datenstrora durch den Auswahlsohalter 216, falls diese Grenze überschritten worden ist. Diese Sperrung des Umschaltens geschieht, da anderenfalls mindestens ein Datenbit verloren ginge,

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Der Auswahltaktgenerator 218 kombiniert die von den Empfängern No. 1 und No. 2 abgeleiteten, örtlichen Taktsignale und bildet daraus ein zusammengesetztes Taktsignal, dessen Impulsflanken jeweils zeitlich in die Mitte zwischen die Impulsflanken der beiden Örtlichen Taktsignale fallen. Die Wirkungsweise des Auswahltaktgenerators 218 wird weiter unten genauer anhand der Figuren 3 und 4 erläutert. Der jeweils ausgewählte Empfängerausgang wird innerhalb des Auswahlschalters 216 zeitlich in die richtige Ordnung gebracht und dem Schalter 232 der Signalvorbereitungsschaltung 120 zugeleitet.

In der Schaltung nach Figur 2 sind zwei Gruppen von Multiplex-Steuereinrichtungen vorgesehen, um die Zuverlässigkeit des Gesamt-Übertragungssystems weiter zu erhöhen. Selbstverständlich braucht nur eine einzige solche Multiplex-Steuereinrichtung vorgesehen zu sein, um ein betriebsfähiges System aufzubauen. Die Daten, welche vom Ausgang des Auswahlschalters 216 abgenommen werden können, gelangen über den Schalter 232 der Signalvorbereitungsschaltung 120 zu einem der Multiplexer 23^, wobei die Multiplex-Schaltsteuerung 238 bestimmt, welcher Multiplexer in Betrieb genommen wird. Die Multiplex-Sohaltsteuerung kann durch die Recheneinrichtung oder von Hand betätigt werden, je nachdem, was sich aus den Forderungen der Gesamteinrichtung ergibt.

Die Multiplexer 234 wandeln die in Serie vom Schalter 232 her eintreffenden Daten in Parallelform um. Vorzugsweise wird dieselbe Anzahl paralleler Bits oder Wortstellen angesammelt, wie sie am Rechnerausgang 122 nach Figur 1 aufgetreten ist. Der Ausgang der Multiplexer 234 wird an Eingangs-Ausgangs-Schaltmittel 236 angekoppelt, welche die angesammelten Daten an die Auswerteinrichtungen weiterg-eben. Die Multiplexer 234 und die Eingangs-Ausgangs-Sohaltmittel 236 sind in beide Richtungen wirksam, wobei die Daten in den Richtungen fließen, die durch Pfeile an den Datenübertragungskanälen deutlich gemaoht sind. Die Multiplexer 234 sind im wesentlichen in beide Richtungen arbeitende Schalter, wobei eine entsprechende Datenanwahl zum Sammeln der

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Ausgangsdatenbits vorgesehen ist. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel haben die Multiplexer 234 die Gestalt einer Anordnung von Reed-Schaltern.

Im Sendebetrieb werden die Daten durch die Eingangs-Ausgangs-Schaltmittel 236 zu dem jeweils ausgewählten der Multiplexer 234 weitergegeben. Der ausgewählte Multiplexer 234 wandelt die parallelen Eingangsdaten in einen Serien-Datenstrom um, wie im Zusammenhang mit Figur 1 bereits ausgeführt wurde. Die von dem jeweils ausgewählten Multiplexer 234 abnehmbaren Daten nehmen ihren Weg über den Schalter 230 und das eine Aufspaltung des Datenstromes bewirkende Schaltelement 228 zu den Modulatoren 226. Die Modulatoren 226 nehmen eine QPSK-Modulation des Zwischenfrequenzsignales vor, das von dem Lokaloszillator 227 bereitgestellt wird, worauf im Zusammenhang mit den Figuren 6 und Ii näher eingegangen werden wird.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der hier vorgeschlagenen Einrichtung sind redundante Sender vorgesehen, um die Gesamtsicherheit des Systems zu erhöhen, weshalb auch zwei Multiplexer vorgesehen sind. Jeder Sender 220 nimmt eine Multiplikation des modulierten Zwischenfrequenzsignales vor, so daß die gewünschte Sendefrequenz erreicht wird und das Signal wird verstärkt, um den notwendigen Leistungspegel zu erreichen. Die in den Sendern vorgesehenen Verstärker haben einen bevorzugten Frequenzbereich von 7 GIIz bis 8 GHz. Der Schalter 222 wird von Hand oder Rechner gesteuert betätigt, was durch die Senderschaltsteuerung 224 geschieht. Der Schalter 222 wählt einen der Sender 220 aus und verbindet den Ausgang des betreffenden Senders über den Richtungskoppler oder richtungsabhängigen Isolator 110 entweder an das vertikale Strahlerelement 106 oder das horizontale Strahlerelement 103 der jeweiligen Antenne 104.

Anhand der Figuren 7, 8 und 10 soll nun die Wirkungsweise der Modulatoren 226 nach Figur 2 näher erläutert werden. Insbesondere ist in Figur 7 ein schematisches Schaltbild eines der

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i^PSK-Modulatoren 226 gezeigt. Der Serien-Dateneingangsstrom wird von der Treiberschaltung 701 verstärkt, während die eingegebenen Taktsignale von dem Treiber 702 verstärkt werden. Eine Flip-Flop-Schaltung 706 wird durch das verstärkte Taktsignal hin- und hergeschaltet und erzeugt eine Rechteckwelle an ihrem ({-Ausgang, wobei diese llechteckwelle eine Frequenz entsprechend der halben Frequenz des Taktsignales besitzt. Der Eingangsdatenstrom wird dem Eingang der Flip-Flop-Schaltung 710 zugeführt, während zu der Flip-Flop-Schaltung 712 dieser Eingangsdatenstrom mit einer durch die Flip-Flop-Schaltung 704 erzeugten Verzögerung gelangt. Die Flip-Flop-Schaltung 704 erzeugt eine Verzögerung von einer halben Periode des eingangsseitigen Taktsignales. Ein NOR-Sohaltelement 708, das mit einem Eingang das Taktsignal aufnimmt und mit den anderen Eingang an den Q-Ausgang der Flip-Flop-Sohaltung 706 angeschlossen ist, während der Ausgang des NOR-Sohaltelementes 708 an den jeweiligen Taktsteuereingang der Flip-Flop-Schaltelemente 710 und 712 angeschlossen ist, erzeugt am Ausgang eine Impulsfolge, bei welcher die Impulsbreite der halben Periode des eingegebenen Taktsignales gleioh ist. Die Flip-Flop-Sohaltelemente 710 und 712 nehmen die eingangsseitigen Daten jeweils beim Auftreten der positiv gerichteten Flanke dieser Impulse auf und geben die Daten bei der negativ gehenden Flanke des Impulses zum jeweiligen Ausgang hin ab. Nachdem die Taktsignalfrequenz für die Flip-Flop-Schaltelemente 710 und 712 die Hälfte der eingegebenen Taktsignalfrequenz beträgt, wird der Eingangsdatenstrom zu gleichen Teilen zwischen den Flip-Flop-Sohaltelementen 710 und 712 aufgeteilt, so daß jedes Schaltelement jeweils eine Hälfte empfängt.

Die Kodierungsschaltung 714 führt die Kodierungsfunktion durch, welche anhand der Tabelle von Figur 8 beschrieben werden kann. Die Tabelle macht deutlioh, wie die Modulation durch quaternäre Phasenverschiebungsversohlüsselung auszuführen ist. Ein die jeweilige neue Kodierungsvorschrift anzeigendes Ausgangssignal von zwei Stellen legt fest, welche von vier möglichen Phasenbedingungen dem Ausgangs-Trägersignal aufgeprägt werden müssen. Die

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den gegenwärtigen Kode und den vorausgegangenen Kode signalisierenden Eingangssignale sind zwei aufeinanderfolgende Tastungen des Eingangsdatenstromes, wie er von den Flip-Flop-Schaltelementen 710 und 712 aufgenommen wird. Die erste Stelle des die gegenwärtige Kodierung signalisierenden Einganges in der Tabelle nach Figur 8 ist das Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 710, während die zweite Stelle des die gegenwärtige Kodierung signalisierenden Einganges von dem Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 712 gebildet wird. In entsprechender Weise wird die erste Stelle des die vorhergehende Kodierung signalisierenden Einganges von dem Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 730 gebildet, während die zweite Stelle des die vorhergehende Kodierung signalisierenden Einganges der Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 732 ist. Die Ausgangssignale, welche sich an den Ausgängen der Flip-Flop-SchaLtungen 730 und 732 nach Datendurchgang durch die Flip-Flop-Schaltungen einstellen, lassen sichin der Tabelle an den Schnittpunkten der Spalten bzw. Zeilen für die gegenwärtige Kodierung und für die vorausgehende Kodierung finden. War beispielsweise der Eingang entsprechend der vorausgehenden Kodierung eine 11 und der Eingang entsprechend der gegenwärtigen Kodierung eine Oi, so ist der Ausgang entsprechend der neuen Kodierung eine 10.

Die Kodierungsfunktion wird durch eine Matrixschaltung durchgeführt, welche ITND-Schaltelemente 73^, ODER-Schaltlemente 736 und ausschließliche ODER-Schaltlemente 738 mit invertierenden und nicht invertierenden Ausgängen enthält. Die Flip-Flop-Schaltelemente 730 und 732 sind solche der J-K-Bauart, welche den Schaltungszustand am Ausgang ändern, wenn sowohl am J-Eingang als auch am K-Eingang, welche vorliegend zusammengeschlossen sind, eine logische 1 ansteht.

Die Ausgangssignale von der Kodierungsschaltung 714 werden über Verstärker oder Treiberschaltungen 718 und 719 an Phasenversohiebungsmodulatoren 722 und 723 weitergegeben. Der Zwischenfrequenzoszillator 227, welcher bevorzugtermaßen ein 70 MHz-

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Sinuswellenoszillator ist, ist über einen Teiler oder Aufspalter 720 an die Phasenmodulatoren 722 und 723 angeschlossen. Die beiden Ausgänge des Teilers oder Aufspalters 720 stehen elektrisch aufeinander senkrecht, d. h. ein Ausgang hat gegenüber dem anderen Ausgang eine Phasenverschiebung von 90 .

Wenn ein Ausgangszustand entsprechend einer logischen 1 von den Verstärkern oder Treibern 718 und 719 einer der Eingangsgruppen der Phasenverschiebungsmodulatoren 722 und 723 zugeführt wird, so wird der Trägerschwingung von den Modulatoren keine zusätzliche Phasenverschiebung aufgeprägt. Wird aber eine logische 0 zugeführt, so erfährt der Träger eine Phasenverschiebung um 180 . Demgemäß hat jeder Modulator zwei mögliche Ausgangszustände. Nachdem die unmodulierten Trägersignale, welche von dem Phasenverschiebungsraodulator 723 abgenommen werden können, eine Phasenverschiebung von 90 gegenüber den Ausgangssignalen des Phasenverschiebungsmodulators 722 haben, hat das Kombinationsergebnis am Ausgang der Kombinationsschaltung 724 vier Modulationszustande.

Die modulierten Ausgangssignale von den Phasenverschiebungsmodulatoren 722 und 723 werden in der Kombinations sehaltung 724 durch Addition miteinander kombiniert. Ein Filter 726 beseitigt Störsignale und Rauschsignale vor einer weiteren Verstärkung der Ausgangssignale in dem Verstärker 728 und vor einer Ankopplung an die Sender 220.

In Figur 7 eingezeichnete Vektordiagramme zeigen an, in welcher Weise das System eine Modulation vornimmt. Die am Ausgang des Aufteilers oder Aufspalters 720 auftretenden, um 90° gegeneinander phasenverschobenen Signale sind durch die den Ausgängen jeweils zugeordneten Vektoren versinnbildlicht. Wenn an den Eingängen der Phasenversohiebungsmodulatoren 722 und 723 eine logische 0 ansteht, so wird die Phase des Trägersignales um 180° verschoben und folglich zeigen dann die Vektoren jeweils in entgegengesetzte Riohtung. Die zusammengesetzten Ausgänge sind in

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der dem Ausgang des Verstärkers oder Treibers 728 zugeordneten Darstellung für jeden der vier möglichen Eingangszustände abgebildet. Selbstverständlich ist die praktisch auftretende Richtung insgesamt beliebig, da ein Bezugssignal vorhanden sein muß, gegenüber welchem die Phasenmessungen durchgeführt werden. Wie beispielsweise in Figur IOD gezeigt ist, sei festgesetzt, daß die Richtung entsprechend dem Kodierungssignal OO ursprünglich nach links weist.

In den Figuren 1OA bis IOD ist anhand ausgewählter Kurven die Wirkungsweise des ^PSK-Modulators erläutert. Figur 1OA zeigt den Verlauf des am Eingang zugeführten Taktsignales. Figur 1013 zeigt einen Serien-Eingangsdatenverlauf, wie er am Eingang der Flip-Flop-Schaltung 704 anstehen kann. Die Aufteilung des Dateiistromes in Abschnitte von jeweils zwei Bits, wie sie durch gestrichelte Linien angedeutet ist, entspricht der Aufteilung in zwei Datenströme vermittels der Flip-Flop-Schaltungen 710 und 712. Die zweistelligen, binären Zahlen, welche in Figur IOC eingetragen sind, entsprechen dem Dekodierungsausgang für jedes Zeitintervall. Es sei angenommen, daß der Dateneingang zu Beginn jeweils Nullen waren. Für den dritten Zeitabschnitt ist der vorausgegangene Kodierungseingang 00, wie aus Figur 1OB ersichtlich und der gegenwärtige Kodierungseingang ist 11, wie ebenfalls aus Figur iOB zu ersehen. Der Kodierungsausgang ist dann 11, wie der Tabelle nach Figur 8 im Schnittpunkt von der OO-Zeile für den vorausgegangenen Kodierungseingang und der 11-Spalte für den gegenwärtigen Kodierungseingang zu entnehmen ist.

Das Vektordiagramm nach Figur IOD zeigt die Phase des an den Sender 220 weitergegebenen Modulatorausganges. Es sei willkürlieh angenommen, daß der Betrieb beginnt, wenn der Vektor nach links weist. Ein Kodierungsausgang von 01 zeigt eine Änderung der Phasenlage um + 90 an, so daß nun in dem ersten aufgezeichneten Zeitabschnitt der Vektor nach abwärts gerichtet ist. In dem zweiten Zeitabschnitt geschieht eine weitere + 90 -Phasenverschiebung. In dem dritten Zeitabschnitt befiehlt das Sig-

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nal 11 eine Phasenänderung um 180 , so daß der Vektor seine Richtung umdreht. In dem dritten Zeitabschnitt befiehlt das Signal 10 eine Phasenänderung um - 90 , so daß der Vektor jetzt nach aufwärts zeigt. Dies setzt sich fort, solange Daten vorhanden sind.

Anhand der Figuren 2 und 3 bis 6 sei nun weiter auf die Wirkungsweise der unterscheidenden Empfänger im einzelnen eingegangen. Jeder der Empfänger 212 nach Figur 2 enthält Hochfrequenz-Verstärkermittel, Detektormittel und Einrichtungen zur Umformung der Signale in Digitalform. Der Digitalumsetzer 650 für die Empfangssignale und der lokale Taktsignalgenerator 600 sind in Figur 6 sohematisch angegeben. Das durch die Antenne empfangene Signal wird verstärkt und von dem Vorderteil des Empfängers ausgewertet, welches einen Hochfrequenzverstärker enthält. Das verstärkte Signal wird dann mit dem örtlich erzeugten Zwischenfrequenzsignal und mit dem um 90 phasenverschobenen örtlichen Zwischenfrequenzsignal gemischt und die gemischten Signale werden dann auf das Basisband umgesetzt, so daß die in Figur 6 mit I und Q bezeichneten Eingangssignale erhalten werden. Die Signale von dem Detektor werden an die Mischer 602 und 604 angekoppelt. Die I und ^-Eingangssignale werden durch zur Tastung dienende Flip-Flop-Schaltungen 610 getastet, welche ihren Schalttakt durch das örtliche Taktsignal erhalten, das von dem örtlichen Taktsignalgenerator 600 zugeführt wird.

Die getasteten Signale werden dann an die Differential-Dekodierungseinrichtungen 614 angekoppelt, welche jeweils die inverse Funktion von der Kodierungsschaltung nach Figur 7 durchführen. Die Differential-Kodierungseinrichtungen 614 sind logisohe Schaltungen, welche die Empfangssignale in solcher V/eise dekodieren, daß dieselbe Form und Folge von Daten entsteht, welche ausgesendet worden ist. Die Tabelle der Operationen, welche die Differential-Dekodierungseinrichtungen 614 durchführen, ist in Figur 9 gezeigt.

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Der Umsetzer 6l6, welcher den parallelen Datenstrom in einen Seriendatenstrom umsetzt, mischt die Datenausgänge der Differential-Dekodierungseinrichtungen 614 so, daß ein einziger Datenstrom entsteht. Dieser Ausgangs-Datenstrom gelangt über die Flip-Flop-Schaltung 632 und den Ausgangstreiber bzw. Verstärker 634 zu der Multiplexschaltung, welche im Zusammenhang mit Figur 2 bereits beschrieben worden ist.

In Figur 6 ist auch der örtliche Taktsignalgenerator 6OO in seinem schaltungsmäßigen Aufbau gezeigt. Mn Impulsgenerator 612 erzeugt je einen Impuls bei jedem Übergang zwischen einer logischen 0 und einer logischen 1 oder einem übergang zwischen einer logischen 1 und einer logischen 0 des I-Signales. Diese Impulse werden in den¹ Mischer 6I8 mit dem Schaltungsausgang multipliziert. Ein Maximum des Ausganges des Mischers 6I8 entsteht, wenn die Impulse des Impulsgenerators 612 zeitlich mit den Impulsen des Schaltungsausganges zusammenfallen. Die Ausgangssignale des Mischers 6IB werden von dem Verstärker 620 verstärkt und dem Eingang eines spannungsgesteuerten Oszillators 622 zugeführt. Dieser Oszillator 622 enthält eine kristallgesteuerte Oszillatorschaltung, die bei dem zu erwartenden Wert des gewünschten Taktsignales arbeitet. Der Ausgang des spannungsgesteuerten Oszillators 622 ist über das ODER-Schaltelement 624 unter Verwendung des invertierenden Einganges an das Flip-Flop-Schaltelement 628 angeschlossen, welches eine Division durch 2 vornimmt und gelangt von dort aus zu der Phaseneinstellschal tung 630 zurück zu dem Mischer 618, um auf diese Weise eine geschlossene Schleife zu bilden, welche sich phasenmäßig auf die von dem Impulsgenerator 612 eintreffenden Impulse abstimmt.

Die Phaseneinstellschaltung 63O ist eine Schaltung mit einstellbarer Verzögerungszeit, mittels welcher die Übereinstimmung zwischen den Taktsignalen und den Daten reguliert werden kann. Wenn keine Impulse von dem Impulsgenerator 612 her ein-

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treffen, was beispielsweise während derjenigen Zeiten der Fall ist, während welcher keine Daten übertragen werden, so schwingt der Oszillator frei weiter und erzeugt trotzdem Impulse.

Die eine Division durch 2 vornehmende Flip-Flop-Sohaltung 626, welche mit dem nicht invertierenden Ausgang des ODER-Schaltelementes 624 verbunden ist, erzeugt ein örtliches, von dem Empfänger abgeleitetes Taktsignal. Das örtliche Taktsignal wird von dem Treiber 635 verstärkt, bevor es anderen Schaltungsteilen zugeführt wird.

Figur 3 zeigt ein Blockschaltbild des Auswahlschalters 216, des Taktimpulsgenerators 218 zur Erzeugung der kombinierten Taktimpulse, des zugehörigen Detektors zur Feststellung der Bitkorrelation 210 und der logischen Steuerschaltung 214. Die örtlichen Taktsignale, welche von den beiden Empfängern 212 abgeleitet werden, gelangen zu der Taktsignal-Mittelwertschaltung 302. Diese Schaltung erzeugt ein zusammengesetztes Taktsignal, dessen Impulsflanken in die Mitte des Zwischenraumes zwischen den Impulsflanken der beiden örtlichen Taktsignale der Empfänger 212 fallen, welche auf den Leitungen 240 angeliefert werden. Die Phaseneinstellschaltung 304, welche eine Sohaltung mit veränderlicher Verzögerungszeit ist, vermag die Ausrichtung zwischen dem zusammengesetzten Taktsignal und den Daten zu regulieren. Die Treiberschaltung 306 ermöglicht eine weitere Verstärkung der Taktsignale zur Verwendung in anderen Teilen der Schaltung.

Die Daten von den beiden Empfängern 212, welche auf den Leitungen 240 anstehen, werden in die mit No. 1 bezeichnete Sohaltung 310 zur zeitlichen Wiedereinordnung der Daten eingegeben, in welcher die Eingangsdaten in den Takt entsprechend dem zusammengesetzten Taktsignal des Taktgenerators 218 gebracht werden. Der Ausgang wird sowohl dem Detektor 210 zur Feststellung der Bitkorrelation als auch dem taktrichtig arbeitenden Schalter 312 zugeführt. Der taktrichtig arbeitende Schalter 312 wählt

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eines der Datensignale von der Schaltung 310 zur zeitlichen Neuordnung der Daten aus und koppelt das ausgewählte Signal an die mit No. 2 bezeichnete Schaltung 314 zur Datenneuordnung an. Die Auswahl des jeweils besseren der beiden Eingangssignale wird unter Steuerung der logischen Steuerschaltung 214 und des Detektors 210 zur Feststellung der Bitkorrelation getroffen. Der Ausgang der Schaltung 314 wird von dem Treiber 316 verstärkt, bevor eine Ankopplung an eine Auswertschaltung an einem anderen Ort des Systems erfolgt.

Anhand von Figur 4 sei nun die Wirkungsweise der Schaltung 302 zur Takt-Mittelwertbildung und der Phaseneinstellschaltung 304 im einzelnen beschrieben. Dabei soll auf die Kurven Bezug genommen werden, welche in den Figuren HA bis ilE gezeigt sind. Die in den Figuren HA und IiB gezeigten Signale sind jeweils zwei örtliche Taktsignale, wie sie von den Empfängern 212 abgeleitet werden. Die beiden Signale werden algebraisch vermittels der Wiederstände 402, 404, 406 und 408 miteinander addiert. Sollte eines der Eingangs-Datensignale zu stark störungsbehaftet oder für eine Auswertung von zu schlechter v^ualität sein, so werden Sperrsignale den Verbindungen zwischen den Widerständen in der aus Figur 4 ersichtlichen Weise zugeführt, ihm das Taktsignal entsprechend dem Auftreten des schlechten Datensignals außer Wirkung zu setzen. Die algebraisch addierten Taktsignale ergeben dann die in Figur HC gezeigte Kurvenform. Die graphische Darstellung zeigt das Ergebnis der Addition der Taktsignale ohne den Resonanzkreis, welcher an den Summationspunkt der Widerstandsschaltung angeschlossen ist.

Der Resonanzkreis mit der Induktivität 410 und der Kapazität ist auf eine Resonanzfrequenz eingestellt, welche der Taktsignalfrequenz entspricht. Wird die Signalwellenform entsprechend dem Additionsergebnis nach Figur HC an den Resonanzkreis angelegt, so entsteht die Kurvenform gemäß Figur HD. Es handelt sich also um eine Sinuswelle, bei welcher ein bestimmter Spannungspegel auf halbem Wege zwischen den Kurvenscheiteln zeitlich im Mittel

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an den Übergangsstellen der Taktsignalwellen nach den Figuren HA und HB auftritt.

Die Schaltung 302 wird noch durch einen Schmitt'sehen Triggerkreis vervollständigt. Die vom Resonanzkreis abnehmbare Spannung wird dem nicht invertierenden Eingang eines Verstärkers 424 durch Ankopplung über den Kondensator 418 zugeführt. Eine Vorspannung gelangt zu dem invertierenden Ausgang des Verstärkers 424 über einen Widerstand 422. Mit V„_Ep ist die Bezugsspannung bezeichnet, welohe so eingestellt ist, daß sie den Punkten des halben Spannungswertes in der Wellenform naoh Figur IiD gleich ist. Diese Spannung wird dem invertierenden Eingang des Verstärkers 424 über den Widerstand 414 zugeführt. Der invertierende Ausgang des Verstärkers 424 ist über den Widerstand 416 zu» nioht invertierenden Eingang zurückgekoppelt. Wenn die über den Kondensator 418 an den Verstärker angekoppelte Eingangsspannung über der Bezugsspannung V_Hp„ liegt, so nimmt der invertierende Ausgang des Verstärkers 424 eine Spannung an, welche einer logischen 0 entspricht. Fällt die über den Kondensator 418 angekoppelte Spannung unter die Bezugsspannung V_REp ab, so nimmt der invertierende Ausgang des Verstärkers 424 eine Spannung entsprechend einer logisohen 1 an.

Der Ausgang des Schmitt♦sehen Triggerkreises wird dann der Phaseneinstellschaltung 304 zugeführt. Der Ausgang wird über eine Induktivität 426 abgenommen und liegt an einem Parallelresonanzkreis an, der von der Induktivität 428, dem unveränderlichen Kondensator 430 und dem veränderlichen Kondensator 432 gebildet ist. Der letztgenannte Kondensator ist von Hand so einstellbar, daß die Phasenlage des Ausgangs-Taktsignales so eingestellt wird, daß sich ein Zusammentreffen mit der richtigen Übergangsflanke der verarbeiteten Daten des Systems ergibt. Der von der Induktivität 428 und den Kapazitäten 430 und 432 gebildete Resonanzkreis hat seine Resonanzfrequenz nahe der Grundfrequenz des Ausganges des Schmitt'sehen Triggerkreises, wobei mittels des veränderlichen Kondensators 432 nur leichte Veränderungen

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der Kurvenform herbeigeführt werden.

Der Verstärker 434 und der verbleibende Teil der Phaseneinstellschaltung 304 bilden zusammen einen zweiten Schmitt'sehen Triggerkreis, der zur Beeinflussung der Gestalt der eingestellten Taktwellenform vor der Weiterleitung verwendet wird. Die Wirkungsweise des Schmitt'sehen Triggerkreises ist dieselbe wie diejenige des Auswahltaktimpulsgenerators 302. Das ODER-Schaltelement 444 liefert an dem invertierenden und an dem nicht invertierenden Ausgang zusätzliche Rechteck-Signalwellenformen und zusätzliche Treiberkapazität für die Ausgangs-Taktsignale.

In Figur 5 ist ein schematisches Schaltbild der Schaltungen 310 und 314 zur zeitlichen Wiedereinordnung der Daten, der Detektorschaltung 210 zur Bestimmung der Bitkorrelation und des taktrichtig arbeitenden Schalters 312 gezeigt. Die beiden Dateneingänge werden an die D-Eingänge von Flip-Flop-Schaltelementen 502 und 504 angekoppelt, welche gleichzeitig durch das invertier te, zusammengesetzte Taktsignal hin - und hergeschaltet werden, das von der Schaltung gemäß Figur 4 erzeugt wird. Der Q-Ausgang der Flip-Flop-Sohaltung 502 ist mit einem Eingang eines NOR-Schaltelementes 514 verbunden, während der invertierte Ausgang des Flip-Flop-Schaltelementes 504 mit einem Eingang eines NOR-Schaltelementes 518 verbunden ist. Die Auswahl eines der beiden Dateneingänge wird entsprechend dem Zustand eines Flip-Flop-Schaltelementes 512 getroffen, das seinerseits durch ein Auswahlbefehlssignal eingestellt wird, das von der logischen Steuerschaltung 214 nach Figur 3 erzeugt worden ist. Wenn die Auswahlsteuerleitung einen Signalzustand entsprechend einer logischen 1 annimmt, nachdem ein Taktimpuls aufgetreten ist, so ist der (^-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 512 in dem Schaltungszustand entsprechend einer logischen 1 und der (^-Ausgang hat den O-Zustand. Die von dem Flip-Flop-Schaltelement 504 zugeführten Daten laufen über das NOR-Schaltelement 51ö, wo sie abermals invertiert und dann in die mit No. 2 bezeichnete Schaltung 314 zur zeitlichen Wiedereinordnung der Daten eingegeben werden,

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wo die zeitliche Wiedereinordnung durch die Flip-Flop-Schaltung 520 durchgeführt wird. Entsprechend nimmt der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 512 bei im O-Zustand befindlicher Auswahlsignalleitung nach Auftreten eines Taktimpulses den O-Zustand an und die Daten fließen dann über das NOR-Schaltelement 514 dem Eingang der Flip-Flop-Schaltung 520 zu.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Taktsignal für die Flip-Flop-Schaltung 512 gegenüber demjenigen Taktsignal, welches den Flip-Flop-Schaltungen 502, 504 und 520 zugeführt wird, invertiert ist. Aus diesem Grunde kann die Flip-Flop-Schaltung 512 ihre Schaltzustände nur auf halbem Wege zwischen den Übergangszeiten der Flip-Flop-Schaltungen 502, 504 und 520 ändern. Nachdem die Daten in jede der genannten Flip-Flop-Schaltungen taktrichtig nur zu den entsprechenden Zeiten der tlbergangsflanken eingegeben werden, kann eine Änderung des Sohaltzustandes der Flip-Flop-Schaltung 512 den Datenfluß nicht störend unterbrechen. Man erkennt, daß die gesamte Schaltung taktrichtig arbeitet, ohne daß ein Schaltvorgang störend auf ein Datenbit trifft. Das bedeutet, daß der Datenfluß niemals unterbrochen wird, wenn eine Schaltung zwischen dem Auftreten von Eingangsdatensignalen vorgenommen wird. Nachdem die Taktgabe für beide Datenströme gemeinsam ist und da Änderungen nur zu Zeiten von Übergangszustanden der Daten durchgeführt werden und niemals während der Zeit, in welcher an Bit ausgewertet wird, wird der Datenstrom nicht unterbrochen und es geht kein Datenbit beim Schalten verloren.

Falls die Überlappungszeit zwischen den Datenbits auf den beiden Dateneingangsleitungen 242 größer als eine halbe Bitzeit wird, so wird es unmöglioh, von einer Leitung auf die andere Leitung umzuschalten, ohne Daten zu verlieren. Um dieses zu verhindern, erfüllt der auf die Bitkorrelation ansprechende Detektor 210 eine Verriegelungsfunktion mit Bezug auf den taktrichtig arbeitenden Schalter 312. Das exklusive ODER-Schaltelement 506 ist mit jedem der nicht invertierenden i^-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltelemente 502 und 50^ verbunden. Wenn die Ausgänge der

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Flip-Flop-Schaltungen 502 und 504 identisch sind, so ist der Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 506 eine logische 0. Bei nicht identischen Flip-Flop-Ausgängen ist demgegenüber der Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 506 eine 1. Der Integrator 508 integriert die Ausgänge des exklusiven ODER-Schaltelementes 506 über eine Reihe von Bitzeiten und bietet an seinem Ausgang eine 1 dar, wenn am Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 506 während mehrerer nebeneinanderliegender oder im nahen Zeitabstand voneinander befindlicher Bitzeiten eine 1 aufgetreten ist. Eine an den Eingang des NOR-Schaltelementes 510 angekoppelte 1 verHndert, daß Taktsignale den T_akteingang der Flip-Flop-Schaltung 512 erreichen, so da^ri diese Flip-Flop-Schaltung daran gehindert wird, ihren Schaltzustand zu verändern. Auf diese Weise verhindert der Integrator 508 auch, daß dauernd rasch zwischen den beiden Datenströmen hin- und hergeschaltet wird. Diese Hemmung mit Bezug auf das Hin- und Herschalten ist wichtig, da manchmal eine Folge von Störungen die Daten in beiden Datenkanälen für kurze Zeit beeinflussen kann. In diesem Falle würde das Hin- und Herschalten zwischen den Datenkanälen zu keiner Verbesserung der Wirkungsweise der Einrichtung führen.

Die Wirkungsweise der logischen Steuerschaltung 214 wird durch die Tabelle nach Figur 12 beschrieben. Die Tabelle gibt an, welche logischen Vorgänge in der logischen Steuerschaltung 214 sich abspielen, um für den taktrichtig arbeitenden Schalter 312 das Auswahlbefehlsignal zu erzeugen. Eine 1 in der Tabelle zeigt an, daß die logische Steuerschaltung 214 diejenige Maßnahme vornimmt, welche rechts von der besagten 1 unter der Rubrik "Schaltfunktion" eingetragen ist. Ein X in der Tabelle zeigt an, daß die Fehlerbedingung, welcher diese Markierung entspricht, keinen weiteren Einfluß auf den Ausgang der logischen Steuerschaltung 214 im Hinblick auf bereits vorhandene Fehlerbedingungen oder vorrangige Fehlerbedingungen hat. Ein Strich in der Tabelle zeigt an, daß die zugehörige Fehlerbedingung dann nicht vorhanden ist. Aus der Tabelle nach Figur 12 ist ersichtlich,

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daß die Auewahl des Datenstromes und damit der Ausgang von der logischen Steuerschaltung 214 nach vier Kriterien vorgenommen wird. Zunächst wird festgestellt, ob einer der beiden Empfänger insgesamt nicht funktionsfähig ist. In diesem Falle wird nur noch der in Betrieb befindliche Empfänger an die Ausgangsdatenleitungen angeschlossen. Im schlimmsten Falle, in welchem beide Empfänger vollständig funktionsgestört sind, wird der gesamte Datenausgang gesperrt.

In zweiter Hinsicht wird eine Messung bezüglich der Bitfehlergeschwindigkeit durchgeführt (Bit Error Rate). Verfahren und Einrichtungen zur Durchführung soloher Messungen lassen sich der US-Patentsohrift 3 555 427 entnehmen. Falls die Bitfehlergeschwindigkeit eines der Empfänger einen Wert von 10 überschreitet, wird der Empfänger, weloher die geringere Bitfehlergeschwindigkeit hat, an die Ausgangsleitungen angeschlossen.

Eine zweite Möglichkeit zur Errechnung der Bitfehlergeschwindigkeit besteht darin, eine bekannte Folge von Bits als Prüfnachricht in bestimmten, periodischen Intervallen auszusenden. Ein Vergleich der empfangenen Folge von Datenbits mit der bekannten Folge bildet ein Maß für die Bitfehlergeschwindigkeit.

Sind beide Empfänger in Betrieb, ist jedoch die Bitfehlerge-

-h schwindigkeit in beiden Empfängern größer als 10 , so wird aus der Amplitude der Empfangssignale an jedem Empfänger bestimet, welcher Empfänger nun an die Ausgangsleitungen angeschlossen wird. Wenn jedoch die Verzögerungsdifferenz zwischen den Daten— bits in den beiden Datenkanälen einen Wert von einer halben Bitzeit überschreitet, so wird die Umschaltung zwischen den Datenströmen in der beschriebenen Weise gesperrt, was unter Wirkung der auf die Bitkorrelation ansprechenden Schaltung 210 geschieht. Der Signalpegel an jedem Empfänger bestimmt auoh, welcher der beiden Empfänger dann an die Ausgangsleitungen angeschlossen wird, wenn keinerlei andere Fehlerbedingungen auftreten. Wenn beide Empfangssignale der Empfänger über einem ge-

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wissen Schwellenwert liegen, so wird nicht zwisohen den Empfängern hin- und hergeschaltet, selbst wenn das eine Signal mit seiner Amplitude über dem anderen Signal liegt.

In den Figuren 13A bis 13E ist eine Reihe von Taktwellenformen gezeigt, woraus die Umschaltung zwisohen den Datenströmen beim Auftreten von Störungen zu ersehen ist. Figur 13A zeigt das zusammengesetzte Taktsignal. Die Figuren 13B und 13D zeigen zwei mögliche Datenströme, welche dieselben Daten beinhalten, die jedoch zeitlich etwas gegeneinander versetzt sind. Figur 13D zeigt das Auswahlbefehlssignal, das von der logischen Steuerschaltung 214 erzeugt wird. Venn der in Figur 13B gezeigte Datenstrom bessere Qualität besitzt als der in Figur 13C gezeigte Datenstrom, so wird der Datenstrom nach Figur 13B zeitlich neu geordnet und als Ausgang verwendet. Wird die Qualität des Datenstromes auf dem Kanal entsprechend Figur 13B schlechter als diejenige des Datenstromes gemäß Figur 13C, so ändert sichder Signalzustand auf der Auswahlbefehlsleitung und der Datenstrom gemäß Figur 13c wird zeitlich neu eingeordnet und an die Ausgangsschaltung angekoppelt.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   ij Einrichtung zur Übertragung von Signalen, insbesondere Mikroe-LA.eTQ.al.g.Tiai.eTi, zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation \iei gleic\izeitiger übertragung des Signales in mehreren, unterschiedlichen Formen, dadurch gekennzeichnet, daß Signale von der Sendestation (lOla, 101b) in einer Anzahl verschiedener Modulationszustände aussendbar sind und daß Mehrfach-Empfangseinrichtungen (l0h_f 106, 116, 118) zum Empfang dieser Signale vorgesehen sind.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangseinrichtungen (104, 106, 116, 118) eine Anzahl von Antennen (lO4, 106) enthalten, von denen mindestens zwei räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Koppeleinrichtungen (310, 312, 31*0 zum Ankoppeln einer bestimmten, bevorzugten Antenne bzw. des zugehörigen Empfängers (212) an Auswerteinrichtungen.

   k. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendestation (lOla, lOib) zwei Antennen (lO4a, 106a, 104b, 106b) enthält, von denen eine horizontal polarisiert ist und die andere vertikal polarisiert ist.

   5. Einrichtung naoh einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfach-Empfangseinrichtungen (104, 106, 116, 118) zwei Antennen enthalten, von denen eine horizontal polarisiert und die andere vertikal polarisiert ist.

   6. Einrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mehrfach-Empfangseinrichtungen bzw.

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   die Mehrfach-Empfangseinrichtungen eine Anzahl von Empfängern (ll6, 118) enthalten, welche wahlweise mittels einer Auswahl-Steuerschaltung (216) an Auswerteinrichtungen anschließbar sind, wobei der Wechsel von einem ausgewählten Empfänger zum anderen ausgewählten Empfänger ohne Datenverlust bei der Datenübergabe zu den Auswerteinrichtungen durchgeführt wird.

   7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein an die Ausgänge der Empfänger (212) angeschlossener (240) Auswahlschalter (216) vorgesehen ist.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlschalter (216) abhängig von an die Empfänger (212) angeschlossenen und von diesen Taktsignale ableitenden Taktgebermitteln (2I8) betätigbar ist.

   9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlschalter (216) abhängig von einer mit den Empfängern (212) verbundenen Steuerschaltung (214) schaltbar ist.

   10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (214) den Auswahlschalter (2l6) abhängig von dem jeweiligen Signalpegel am Ausgang der Empfänger (212) betätigt.

   11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (214) den Auswahlschalter (216) abhängig von der Bitfehlergeschwindigkeit (BEil) jedes Empfängers (212) betätigt.

   12. Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlschalter (216) bezüglich der Ankopplung eines nicht arbeitenden Empfängers (212) an die Auswerteinrichtungen gesperrt wird.

   13. Einrichtung nach einem der Ansprüohe 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß von den Empfängern (212) mit digitalen Daten

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   modulierte Signale aufnehmbar sind, welche die genannte Anzahl unterschiedlicher Modulati ons zustände aufweisen, daß ferner an die Empfänger Taktsignalerzeugungseinriciitungen (218) angeschlossen sind, mittels welchen von den digital modulierten Signalen örtliche Taktsignale ableitbar sind, welche in einer Kombinationsschaltung (302, 30*0 zu einem kombinierten Taktsignal zusammensetzbar sind und daß Mittel zur wahlweisen Ankopplung eines Empflingerausgangs an die Auswerteinrichtungen synchron mit dem Zusammengesetzen Taktsignal steuerbar sind.

   14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Empfänger (114, 116) zwei oder mehrere Antennen (104) zugeordnet sind, welche räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.

   15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise Ankopplung des einen oder anderen Empfängerausgangs an die Auswerteinrichtungen in Abhängigkeit von einem oder mehreren Signalkennwerten der Empfänger (212) durchgeführt (214) wird.

   16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte wahlweise Ankopplung eines bestimmten Empfängerausganges in Abhängigkeit von der Steuerspannung der automatischen Steuerung des Verstärkungsgrades und in Abhängigkeit von der Bitfehlergesohwindigkeit erfolgt.

   17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Taktsignal (302) Impulsübergangszeiten zu den mittleren Zeiten der Übergangsflanken der örtlichen Taktimpulse besitzt.

   16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswahlschalter (218) einen elektronischen Schalter enthält.

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   19. Einrichtung nach eine« der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von der Sendeetation Digitalsignale sind, welche in einer Anzahl von Modulationszuständen erzeugt werden, daß ferner in der Sendestation eine Anzahl von
   polarisierten Antennen vorgesehen ist und daß in den Mehrfach-Empfangseinrichtungen entsprechende, jeweils mit polarisierten Antennen gekoppelte Empfänger vorgesehen sind.

   20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
   die unterschiedliche Modulation durch quaternäre Phasenverschiebungsverschlüsselung erzeugt ist.

   21. Einrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten von einem Rechner (l22a, 122b) bereitgestellt sind.

   22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß mit den wahlweise einschaltbaren Empfängern
   als Auswerteinrichtungen ein Rechner (122) gekoppelt ist.

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