DE2528835C2

DE2528835C2 - Einrichtung zur Übertragung von digitalen Signalen, insbesondere Mikrowellensignalen, zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation

Info

Publication number: DE2528835C2
Application number: DE2528835A
Authority: DE
Inventors: William Joseph Weston Mass. Bickford; William Leonard Wellesley Hills Mass. Hatton; Colin Julian Rupert Dover Mass. Pallemaerts; Paul Joseph Wayland Mass. Tanzi; Carson K.H. Braintree Mass. Tsao
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1974-06-27
Filing date: 1975-06-27
Publication date: 1983-11-10
Also published as: FR2279277B1; NL179327B; IT1035858B; FR2279277A1; CA1065020A; US4083009A; NL179327C; AU8090875A; JPS5945268B2; FR2293835A1; DE2528835A1; JPS5111513A; FR2293835B1; NL7507400A; FR2293836A1; GB1478086A; BE830588A; FR2293836B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Übertragung von digitalen Signalen, insbesondere Mikrowellensignalen, zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Derartige Signalübeitragungseinrichtungen 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, Bildinfornvtionsdaten 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.

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-/ Rauschverhältnis für einen gegebenen Kanal und eine gegebene Bandbreite sowie einen bestimmten Abstand zwischen 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 ,4er Sendeantenne zur Empfangsantenne durchlaufen zu haben. Eine Abschwächung tritt auf, wenn die an der Empfangsantenne eintreffenden Signale sich 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 zwischen 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 Taktsignal übertragen werden. Auf der Empfangsseite 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

i|weiteryerarbeitet

¹M Erfolgt die Umschaltung von einem Datenstrom zu ffdem anderen Datenstrom ohne Rücksicht auf die ^relative Phasenlage zwischen den Daten in den beiden filDatenströmen, so können Daten verlorengehen, wenn eSdie Umschaltung von einem Datenstrom zum anderen IsDatenstrom zur Unzeit erfolgt

U Aus der US-Patentschrift 32 13 370 ist eine Signaljjt übertragungseinrichtung der gattungsgemäßen Art ί§ bekannt, bei der Umschaltsignale von den empfangenen ι ο (| Digitalsignalen in der Weise abgeleitet werden, daß die M Umschaltung mit dem Takt der empfangenen Digital-K signale synchronisiert wird, wozu in der bekannten U Schaltung die Digitalsignalfolge nach Verlassen der ;5 Auswahl-Steuerschaltung untersucht wird.

\i Bei der bekannten Signalübertragungseinrichtung |S besteht die Gefahr, daß durch einen Umschaltvorgang rjj eingeführte Fehler in die Digitalsignalfolge wiederum : - zu einer fehlerhaften Ableitung der die Umschaltung ;. steuernden Taktsignale führt.

U Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Signalübertragungseinrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß die Auswahl-Steuerschaltung zur Umschaltung von einem Empfänger auf den anderen Empfänger in Abhängigkeit von einem Taktsignal in solcher Weise betätigt wird, daß eine Verfälschung der Digitalsignalfolge durch den Umschaltvorgang sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Im einzelnen weist eine Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art zur Übertragung von Mikrowellensignalen mindestens sine Sendeantenne und zwei im Abstand voneinander angeordnete Empfangsantennen auf. Die Sendestation sendet Informationen in digitaler Form, wobei diskrete, unterschiedliche Modulationszu- : stände verwendet werden, insbesondere gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Modulation nach einer quaternären Phasenverschiebungsverschlüsse-, lung. In der Empfangsstation befinden sich, wie bereits gesagt, mindestens zwei Antennen, weiche 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 anspricht. Die beiden jeweils einen Datenstrom abgebenden Empfängerausgänge sind mit einem taktrichtig arbeitenden Schalter verbunden. Im Betrieb wird eine Entscheidung darüber getroffen, welcher der empfangenen Datenstiöme 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 Funktionsfähigkeit der Empfänger, der Bitfehlergeschwindigkeit, dem Signalpegel und der Phasenverzögemng zwischen oder unter den Datenströmen.

Der ausgewählte Datenstrom wird dann durch Umwandlung von Serienanordnung in ParallelanonJ-nung neu geordnet und an eine ausgangsseitigc Auswertschaltung angekoppelt, welche Rechner, Eingangs-/Ausgangsgeräte und zugehörige Anlagenteile enthalten kann, darunter auch digitalisierte Bildwiedergabe- und Tonwiedergabeschaltungen.

Bei anderen vorteilhaften Ausführungsformen sind in jeder Station zwei S^.ioeantennen 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 Datenstrom 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 Zeichnung näher erläutert Es stellt dar

F i g. 1 ein Blockschaltbild mit einer MV-.iowellensendestation und einer Mikroweüenempfangssiation,

F i g. 2 ein Blockschaltbild eines der beiden Systeme nach Fig. 1,

Fig.3 ein Blockschaltbild, welches den taktrichtig schaltenden Schalter, die Taktsignalerzeugungseinrichtungen und die Steuerschaltungen innerhalb des Systems nach F i g. 2 wiedergibt

Fig.4 ein Schaltbild der Taktsignalerzeugungseinrichtungen nach F i g. 3,

Fig.5 einen Schaltplan des taktrichtig schaltenden Schalters und der Schaltmittel zur zeitlichen Einordnung der Daten innerhalb des Systems nach F i g. 3,

Fig.6 einen Schaltplan der Taktsignalableitungsschaltung im Empfänger gemäß F i g. 2,

F i g. 7 ein schematisches Schaltbild des QPSK-Modulators nach F i g. 2,

F i g. 8 eine Tabelle zur Verdeutlichung des Kodierungsplanes der QPSK-Kodierung in der Senderschaltung nach F i g. 2,

F i g. 9 eine Tabelle zur Erläuterung der QPSK-Dekodierung innerhalb der Empfangsschaltung nach F i g. 2,

Fig. 1OA bis IOD eine Reihe von Wellen oder Kurvenformen zur Erläuterung des QFSK-Modulationsverfahrens,

Fig. UA bis 11E eine Reihe von Kurvenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Taktsignalerzeugungseinrichtung nach F i g. 4,

F i g. 12 eine Tabelle zur Erläuterung der Arbeitsweise des taktrichtig schaltenden Schalters bei verschiedenen Empfangssignalbedingungen und schließlich

F i g. 13A bis 13E eine Reihe von Wellenformen oder Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise des taktrichtife schaltenden Schalters beim Umschalten zwischen den Datenströmen oder Datenkanälen.

Anhand von F i g. 1 soll zunächst die Wirkungsweise einer Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art beschrieben werden. Die Daten sollen zwischen den zwei Ausgängen der Rechner 122a und 1226 in beiden Richtungen übertragen werden. Ist der Rechner 122a in der Sende- und Empfangsstation 101a bereit, Daten an den Rechner 1226 in der Sende- und Empfangsstation 1016 abzugeben, so werden die Ausgangssignale des Rechners 122a zunächst einer Signalvorbereitungsschaltung 120a zugeführt In dieser Schaltung werden die Ausgangssignale vom Rechner 122a, welche beispielsweise parallel mit einer Geschwindigkeit von einem sechzehnstelligen Wort je Mikrosekunde angelie-

fert 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 122,i 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 112;) und 114a angekoppelt wird. ιϊ

Die Sender 112;) und 114a enthalten beide jeweils Modulatoren zurquaternären Phasenverschiebungsverschlüsselung oder QPSK-Modulatoren sowie geeignete

quenzen liegt zwischen etwa 7 GHz und 8GHz. doch sind auch andere Frequenzbereiche verwendbar. Eine Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art kann auch bei Kabelübertragungssvstemen eingesetzt werden und erweist sich als besonders zweckmäßig für lange Kabelstecker., wie sie etwa bei Überseeverbindungen vorliegen. Auch kann eine Einrichtung der hier vorgeschlagenen Art bei Satelliten-Übertragungsstrekken eingesetzt werden, doch sind hier die Frequenzen für das Trägersignal verschieden. Ferner sei darauf hingewiesen, daß beliebige Modulationsverfahren ver- jo wendet werden können, bei welchen das modulierte Tragersignal eine Mehrzahl unterscheidbarer oder verschiedener Modulationszustande aufweist.

Die modulierten Ausgange der die QPSK-Modulation vornehmenden Sender oder Sendestufen 112a und 114a werden über Zirkulatoren 110;) an die Antennen 104a angeknnn(?l;_: welche an Mikrowellen- Sende- und Empfangsmasten 102a angeordnet sind, jede der Antennen 104a enthält Hori/ontalstrahlerelemente 106a und Venikalstrahlereleniente I08a. Das Ausgangs- -»o signal der Sendestufe 112;.' zur horizontalen Polarisation und QPSK-Modulation wird nur mit horizontaler Polarisation abgestrahlt, wahrend das Ausgangssignal der Sendestufe 114a zur Vertikalpolarisation und QPSK-Modulation nur mit vertikaler Polarisationsrich- -»5 tung abgestrahli 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 1046 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 7GHz bis 8 GHz liefert ein Abstand zwischen den Antennen 104a bzw. 1046 von 12 m zufriedenstellende Ergebnisse, um die Vorteile des Mehrfach-Parallelempfanges des hier angegebenen Systems auszunützen.

In der Sende- und Empfangsstation 101 6 finden jeweils gleiche Antennen 1046 Verwendung. Die Station 1016 hat von der Station 101a einen Abstand, welcher durch das die beiden Stationen voneinander trennende Gelände bestimmt sein kann. Ist das Gelände flach und befinden sich 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 1066 der oberen Antenne 1046 ist über einen Zirkulator 1106 an den der horizontalen Polarisationsrichtung zugeordneten, unterscheidenden Empfänger 1166 angekoppelt, während das horizontale Strahlerelement 1066 der unteren Antenne 1046 unmittelbar an denselben Empfänger angekoppelt ist. In entsprechender Weise ist da^ vertikale Strahlerelement 1086 der oberen Antenne 1046 unmittelbar an den der vertikalen Polansatiimsrichtung zugeordneten, unterscheidender Empfänger 1186 angekoppelt, während das vertikale Strahlerelement 1086der unteren Antenne 1046 über den Gorator !!06 ml¹. dcPl FmnfängiM· 118/) irekonnelt im. Die Empfänger 116 und 118. welche jeweils identische Schallungen enthalten, weisen Schaltungskreise zur Demodulation und Dekodierung der die QPSK-Modulation besitzenden Empfangssignale auf. Das bedeutet, daß jeder der Empfänger 116 und 118 Empfangsschaltungen für zwei gesonderte Signale besitzt. Weiter enthält jeder der Empfänger 116 und 118 Schaltkreise zur Auswahl des jeweils besseren der beiden empfangenen Sig·· λ'ϊ.

Die Ausgänge von den der horizontalen und der vertikalen Polarisationsrichumg zugeordneten, unter scheidenden Empfängern 1166 und 1186. welche die ausgewählten, bevorzugten Sigivi'.e sind, werden dem Rechnereingang und -Ausgang 1226 über die SignaUorbereitungssehaluing 1206 zugeleitet, in welche" die Signale zur Ankopplung an den Rechner wieder in Parallelform zurückverwundelt werden. Die Teile der Signalvorbereiumgsschaluing 1206. welche mit den Empfängern 1166 und 1186 gekoppelt sind, besitzen jeweils entsprechend umgekehrten Aufbau wie diejenigen Teile der Signalvorbereitungsschaluing. welche mit den Horizontal- und Yertikal-QPSkSendeni 112a und 114a verbunden sind und formen die Empfangsdaten in dieselbe Gestalt und Folge um, wie sie ursprünglich von dem Rechner 122a der Station 101a ausgegangen ist.

Die Datenübertragung kann in beiden Richtungen vorgenommen werden, da die Station 1016 dieselben Sendeeinrichtungen enthält wie die Station 101a. Die Horizontal- und Vcrtikal-QPSK-Sender 1126 und 1146 der Station 1016 sind so eingestellt, daß sie mit anderen Frequenzen betrieben werden als die entsprechenden Sender 112a und 114a der Station 101a. Auf diese 'weise können Übertragungen in beiden Richtungen vorgenommen werden. An die Signalvorbereitungsschaltungen 120 können wettere Einrichtungen zur Biidinformationsverarbeitung und zur Sprachübertragung angeschlossen sein. In diesem Falle kann es notwendig sein, vor der Aussendung die Analogsignale in Digitaisignale umzuwandeln.

Es kann auch ein vereinfachtes Einweg-lnformationsübertragungssystem 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 sichere Übertragung zu gewährleisten. In einer Wiederholerstation kann ein System verwendet werden, welches entweder so wie die Station 101a oder die Station 1016 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 Signalvorbereitungsschaltung geleitet werden. Die Wiederholerstation ist dann mit vier Antennen 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 F i g. 2 ist nun ein Blockschaltbild einer der Stationen iOia oder ίΟίσ nach Fig. i 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 Strahiereiemenie iO6 tief Antennen 104 verbunden sind, wobei der mit No. 1 bezeichnete Empfänger 212 mit dem zugehörigen vertikalen Strahlerelement über den richtungsabhängigen Isolator 110 in Verbindung 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 Taktsignalgenerator 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 Auswahlempfängerausgang. 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 Datenstrom durch den Auswahlschalter 216, falls diese Grenze überschritten worden ist Diese Sperrung des Umschaltens geschieht, da anderenfalls mindestens ein Datenbit verloren ginge.

Der Taktsignalgenerator 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. iJie Wirkungsweise des Taktsignalgenerators 218 wird weiter unten genauer anhand der Fig.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

ίο zugeleitet.

In der Schaltung nach F i g. 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 234, wobei die (viuitipiex-Schaitsteuerung 238 bestimmt, welcher Multiplexer in Betrieb genommen wird. Die Multiplex-Schaltsteuerung 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 Rechner 122a, 1226 nach F i g. 1 aufgetreten ist. Der Ausgang der Multiplexer 234 wird an Eingangs-Ausgangs-Schaltmittel 236 angekoppelt, welche die gesammelten Daten an die Auswerteinrichtungen weitergeben. Die Multiplexer 234 und die Eingangs-Aüsgangs-Schaltüiiiie! 236 sind in beide Richtungen wirksam, wobei die Daten in den Richtungen fließen, die durch Pfeile an den Datenübertragungskanälen deutlich gemacht sind. Die Multiplexer 234 sind im wesentlichen in beide Richtungen arbeitende Schalter, wobei eine entsprechende Datenanwahl zum Sammeln der 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 F i g. 1 bereits ausgeführt wurde.

Die von dem jeweils ausgewählten Multiplexer 234 abnehmbaren Daten nehmen ihren Weg über den Schäker 230 und das eine Aufspaltung des Datenstromes bewirkende Schaltelement 228 zu den Modulatoren 226. Die Modulatoren 226 nehmen eine QPSK-Mpdula-

tion des Zwischenfrequenzsignales vor, das von dem Lokaloszillator 227 bereitgestellt wird, worauf im Zusammenhang mit den F i g. 8 und 11 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 GHz 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 110 entweder an das vertikale Strahlerelement 106 oder das horizontale Strahlerelement 108 der jeweiligen Antenne 104.

Anhand dec Fig.7, 8 und 10 soll nun die Wirkungsweise der Modulatoren 226 nach F i g. 2 näher erläutert werden. Insbesondere ist in F i g. 7 ein schematisches Schaltbild eines der QPSK-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 Rechteckwelle eine Frequenz entsprechend der halben Frequenz des Taktsignales besitzt. Der Eingangsdatenstrom wird dem Eingang der Flip-FIop-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-Schaltelement 708, das mit einem Eingang das Taktsignal aufnimmt und mit den anderen Eingang an den ^Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 706 angeschlossen ist, während der Ausgang des NOR-Schaltelementes 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 gleich ist. Die Flip-Flop-Schaltelemente 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 d»r eingegebenen Taktsignalfrequenz beträgt, wird der Eingangsdatenstrom zu gleichen Teilen zwischen den Flip-Flop-Schaltelementen 710 und 712 aufgeteilt, so daß jedes Schaltelement jeweils eine Hälfte empfängt.

Die Kodierungsschaltung 714 führt die Kodierungsfunktion durch, welche anhand der Tabelle von F i g. 8 beschrieben werden kann. Die Tabelle macht deutlich, wie die Modulation durch quaternäre Phasenverschiebungsverschlüsselung 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 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 Fig.8 ist das Ausgangssignai 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 Ausgangssignaie, welche sich an den Ausgängen der Flip-Flop-Schaltungen 730 und 732 nach Datendurchgang durch die Flip-Flop-Schaltungen einstellen, lassen sich in der Tabelle an den Schnittpunkten der Spalten bzw. Zeilen für die gegenwärtige Kodierung und für die vorausgehende Kodierung finden. War beispielsweise der Eingang entsprechend

ίο der vorausgehenden Kodierung eine 11 und der Eingang entsprechend der gegenwärtigen Kodierung eine 01, so ist der Ausgang entsprechend der neuen Kodierung eine 10.

Die Kodierungsfunktion wird durch eine Matrixschaltung durchgeführt, welche UND-Schaltelemente 734. ODER-Schaltelemente 736 und ausschließlich ODEP,-Schaltelemente 738 mit invertierenden und nicht invertierenden Ausgängen enthält.Die Flip-Flop-Schalt elemente 730 und 732 sind solche der /-/(-Bauart, welche den Schaltungszustand am Ausgang andern, wenn sowohl am /-Eingang als auch am /(-Eingang, welche vorliegend zusammengeschlossen sind, eine logische 1 ansteht.

Die Ausgangssignale von der Kodierungsschaltung 714 werden über Verstärker oder Treiberschaltungen

718 und 719 an Phasenverschiebungsinodiilalorcn 722 und 723 weitergegeben. Der Zwischenfrcquenzoszillator 227. welcher bevorzugtermaßen ein 70-MHz-Sinuswellenoszillator ist, ist über einen Teilci 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 Ausgangs/ustand 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 Phasenverschiebungsmodulator 723 abgenommen werden können, eine Phasenverschiebung von 90^c gegenüber den Ausgangssignalen des Phasenverschiebungsmodulators 722 haben, hat das Kombinationsergebnis am Ausgang der Kombinationsschaltung 724 vier Modulationszustände.

Die modulierten Ausgangssignale von den Phasenverschiebungsmodulatoren 722 und 723 werden in der Kombinationsschaltung 724 durch Addition miteinander kombiniert Ein Filter 7:26 beseitigt Störsignale und Rauschsignale vor einer weiteren Verstärkung der Ausgangssignale in dem Verstärker 728 und vor einer Ankopplung an die Sender 220.

In F i g. 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 Phasenverschiebungsmodulatoren 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 Richtung. Die zusammen-

gesetzten Ausgänge sind in der dem Ausgang des

: Verstärkers oder Treibers 728 zugeordneten Darstellung für jeden der vier möglichen Eingangszustände abjrbildet. Selbstverständlich ist die praktisch auftre-

;.·'ten<ie Richtung insgesamt beliebig, da ein Bezugssignal

/vorhanden sein muß, gegenüber welchem die Phasc.imessungen durchgeführt werden. Wie beispielsweise in Fig. IOD gezeigt ist, sei festgesetzt, daß die Richtung entsprechend dem Kodierungssignal 00 ursprünglich nach links weist.

In den Fig. 1OA bis IOD ist anhand ausgewählter Kurven die Wirkungsweise des QPSK-Modulators erläutert. Fig. 1OA zeigt den Verlauf des am Eingang zugeführten Taktsignales. Fig. 1OB zeigt einen Serien-Eingangsdatenvorlauf, wie er am Eingang der Flip-Flop-Schaltung 704 anstehen kann. Die Aufteilung des Datenstromes in Abschnitte von jeweils zwei Bits, wie sie durch gestrichelte Linien angedeutet ist, entspricht der Aufteilung in zwei Datenströme vermittels der

Fiip-Fiöp-Schaltungcn 710 und 712. Die zweistelligen, 20 Zusammenhang mit F i g. 2 bereits beschrieben worden binären Zahlen, weiche in Fig. IOC eingetragen sind, ist.

entsprechen der,. Dekodierungsausgang für jedes In F i g. 6 ist auch der örtliche Taktsignalgenerator

Zeitintervall. Es sei angenommen, daß der Datenein- 600 in seinem schaltungsgemäßen Aufbau gezeigt. Ein

Impulsgenerator 612 erzeugt je einen Impuls bei jedem Übergang zwischen einer logischen 0 und

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15 Taktsignal erhalten, das von dem örtlichen Takisignalgenerator 600 zugeführt wird.

Die getasteten Signale werden dann an die Differential-Dekodierungseinrichtungen 614 angekoppelt, welche jeweils die inverse Funktion von der Kodienings·* schaltung nach F i g. 7 durchführen. Die DifferentiaUKodierungseinrichtungen 614 sind logische Schaltungen, welche die Empfangssignale in solcher Weise 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 F i g. 9 gezeigt

Der Umsetzer 616, welcher den parallelen Datenstrom in einen Seriendatenstrom umsetzt, mischt die Datenausgänge der Differential-Dekodierungseinrichtunge.1 614 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

25

30

40

gang zu Beginn jeweils Nullen waren. Für den dritten Zeitabschnitt ist der vorausgegangene Kodierungseingang 00, wie aus Fig. 1OB ersichtlich, und der gegenwärtige Kodierungseingang ist 11, wie ebenfalls aus Fig. 1OB zu ersehen. Der Kodierungsausgang ist dann 11, wie der Tabelle nach Fig.8 im Schnittpunkt von der 00-Zeile für den vorausgegangenen Kodierungseingang und der 11-Spalte für den gegenwärtigen Kodierungseingang zu entnehmen ist.

Das Vektordiagramm nach Fig. IOD zeigt die Phase des an den Sender 220 weitergegebenen Modulatorausganges. Es sei willkürlich angenommen, daß der Betrieb beginnt, wenn der Vektor nach links weist. Ein Kodierungsausgang von 01 zeigt eine Änderung der Phasenlage um 4-90° 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 Signal 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 F i g. 2 und 3 bis 6 sei nun weiter auf die Wirkungsweise der unterscheidenden Empfänger im einzelnen eingegangen. Jeder der Empfänger 212 nach F i g. 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 F i g. 6 schematisch 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 F i g. 6 mit /und Q bezeichneten Eingangssignale erhalten werden. Die Signale von dem Detektor werden an die Mischer 602 und angekoppelt Die /- und Q-Eingangssignale werden durch zur Tastung dienende Flip-Flop-Schaltungen Betastet welche ihren Schalttakt durch das örtliche zwischen einer logischen 0 und einer logischen i oder einem Übergang zwischen einer logischen 1 und einer logischen 0 des /-Signales. Diese Impulse werden in dem Mischer 618 mit dem Schaltungsausgang multipliziert Ein Maximum des Ausganges des Mischers 618 entsteht, wenn die Impulse des Impulsgenerators 612 zeitlich mit den Impulsen des Schaltungsausganges zusammenfallen. Die Ausgangssignale des Mischers 618 werden von dem Verstärker 620 verstärkt und dem Eingang eines spannungsgesteuerten Oszillators 622 zugeführt. Dieser Oszillator 622 enthält eine kristallgesteuerte Oszillaiorschaltung, 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 Phaseneinstellschaltung 630 zurück zu dem Mischer 618, um auf diese Weise eine geschlossene Schleife zu bilden, welche sich phasenu.äßig auf die von dem Impulsgenerator 612 eintreffenden Impulse abstimmt.

Die Phaseneinstellschaltung 630 ist eine Schaltung mit einstellbarer Verzögerungszeit mittels welcher die so Übereinstimmung zwischen den Taktsignalen und den Daten reguliert werden kann. Wenn keine Impulse von dem Impulsgenerator 612 her eintreffen, 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-Schaltung 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 vonfdem Treiber 635 verstärkt bevor es anderen Schaltungsteilen zugeführt wird.

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild des Auswahlschalters 216, des Taktsignalgenerators 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 3OZ 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 Phaseneinsiellscbaltung 304, welche eine Schaltung mit veränderbarer 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 Schaltung 310 zur zeitlichen Wiedereinordnung der Daten eingegeben, in welcher die Eingangsdaten in den Takt entsprechend dem zusammengesetzten Taktsignal des Taktsignalgenerators 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 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 Fig.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 F i g. 11A bis 11E gezeigt sind. Die in den Fig. HA und HB gezeigten Signale sind jeweils zwei örtliche Taktsignale, wie sie von den Empfängern 212 abgeleitet werden. Die beiden Signale werden algebraisch mittels der Wiederstände 402,404,406 und 408 miteinander addiert. Sollte eines der Eingangs-Datensignale zu stark störungsbehaftet oder für eine Auswertung von zu schlechter Qualität sein, so werden Sperrsignale den Verbindungen zwischen den Widerständen in der aus F i g. 4 ersichtlichen Weise zugeführt, um das Taktsignal entsprechend dem Auftreten des schlechten Datensignals außer Wirkung zu setzen. Die algebraisch addierten Taktsignale ergeben dann die in F i g. 1 IC 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 412 ist auf eine Resonanzfrequenz eingestellt, welche der Taktsignalfrequenz entspricht. Wird die Signalwellenform entsprechend dem Additionsergebnis nach Fig. 1 IC an den Resonanzkreis angelegt, so entsteht die Kurvenform gemäß F i g. 11D. Es handelt sich also um eine Sinuswelle, bei welcher ein bestimmter Spannungspegel auf halbem Wege zwischen den Kurvenscheiteln zeitlich im Mittel an den Übergangsstellen der Taktsignalwellen nach den Fig. 11A und 11B auftritt.

Die Schaltung 302 wird noch durch einen Schmitt-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_REF ist die Bezugsspannung bezeichnet, welche so eingestellt ist, daß sie den Punkten des halben Spannungswertes in der Wellenform nach Fig. HD 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

ίο 416 zum nicht invertierenden Eingang zurückgekoppelt Wenn die über den Kondensator 418 an den Verstärker angekoppelte Eingangsspannung über der Bezugsspannung Vref 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 Vref ab, so nimmt der invertierende Ausgang des Verstärkers 424 eine Spannung entsprechend einer logischen 1 an.

Der Ausgang des Schmitt-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 unveränderbaren Kondensator 430 und dem veränderbaren 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 Induktibität 428 und den Kapazitäten 430 und 432 gebildete Resonanzkreis hat seine Resonanzfrequenz nahe der Grundfrequenz des Ausganges des Schmitt-Triggerkreises, wobei mittels des veränderbaren Kondensators 432 nur leichte

Veränderungen der Kurvenform herbeigeführt werden. Der Verstärker 434 und der verbleibende Teil der Phaseneinstellschaltung 304 bilden zusammen einen

zweiten Schmitt-Triggerkreis, der zur Beeinflussung der

Gestalt der eingestellten Taktwellenform vor der

■»ο Weiterleitung verwendet wird. Die Wirkungsweise des Schmitt-Triggerkreises ist dieselbe wie diejenige des Auswahltaktimpulsgenerators 302. Das ODER-Schaltelement 444 liefert an dem invertierenden und an dem nicht invertierenden Ausgang zusätzliche Rechteck-Si-

■»5 gnalwellenformen und zusätzliche Treiberkapazität für die Ausgangs-Taktsignale.

In Fig.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 invertierte, zusammengesetzte Taktsignal hin- und hergeschaltet werden, das von der Schaltung gemäß Fig.4 erzeugt wird. Der Q-Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 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 F i g. 3 erzeugt worden ist. Wenn die Auswahlsteuerleitung einen Signalzustand entsprechend einer logischen I annimmt, nachdem ein Taktimpuls aufgetreten ist. so ist der

15 16

(^Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 512 ia dem Folge von Störungen die Daten in beiden Datenkanälen

Schaltungszustand entsprechend einer logischen 1 und für kurze Zeit beeinflussen kann. In diesem Falle würde

der ζΛ-Ausgang hat den O-Zustand. Die von dem das fön- und Herschalten zwischen den Datenkanälen

Flip-Flop-Schaltelement 504 zugeführten Daten laufen zu keiner Verbesserung der Wirkungsweise der

über das NOR-Schalteleihent 518, wo sie abermals 5 Einrichtung führen.

invertiert und dann in die mit No. 2 bezeichnete Die Wirkungsweise der logischen Steuerschaltimg

Schaltung 314 zur zeitlichen Wiedereinordnung der 214 wird durch die Tabelle nach Eig, 12 beschrieben.

Daten eingegeben werden, wo die zeitliche Wiedefein- Die Tabelle gibt an, weiche logischen Vorgänge inder

Ordnung durch die Flip-Flop-Schaltung 520 durchge- logischen Steuerschaltung 214 sich abspielen, um fürden

führt wird. Entsprechend nimmt der Q-Ausgang der io taktrichtig arbeitenden Schalter 312 das Auswahlbefehl-

FUp-Flop-Schaltung 512 bei im O-Zustand befindlicher sighaf zu erzeugen. Eine 1 in der Tabelle Zeigt an, daß die

Auswahlsignalleitung nach Auftreten eines Tafctimpul- logische Steuerschaltung 214 diejenige Maßnahme

ses den O-Zustand an und die Daten fließen dann über vornimmt, welche rechts von der besagten 1 unter der

das NOR-Schaltelement 514 dem Eingang der Flip- Rubrik »Schaltfunktion« eingetragen ist Ein X in der

Flop-Schaltung 520 zu. ts Tabelle zeigt an. daß die Fehlerbedingung, welcher diese

Es sei darauf hingewiesen, daß das Taktsignal für die Markierung entspricht, keinen weiteren Einfluß auf den

Flip-Flop-Schaltung 512 gegenüber demjenigen Takt- Ausgang der logischen Steuerschaltung 214 im Hinblick

signal, welches den Flip-Flop-Schaltungen 502,504 und auf bereits vorhandene Fehlerbedingurigen oder · pr-

520 zugeführt wird, invertiert ist. Aus diesem Grande rangige Fehlerbedingtingen hat Em Strich in der

kann die Flip-Flop-Schaltung 512 ihre Schaltzustände 20 Tabelle zeigt an, daß die zugehörige Fehlerbedingung

nur auf halbem Wege zwischen den Obergangszeiten dann nicht vorhanden ist Aus der Tabelle nach Fig. 12

der Flip-Flop-Schaltungen 502, 504 und 520 ändern. ist ersichtlich, daß die Auswahl des Datenstromes und

Nachdem die Daten in jede der genannten Flip-Flop- damit der Ausgang von der logischen Steuerschaltung

Schaltungen taktrichtig nur zu den entsprechenden 214 nach vier Kriterien vorgenommen whd. Zunächst

Zeiten der Obergangsflanken eingegeben werden, kann 25 wird festgestellt ob einer der beiden Empfänger

eine Änderung des Schaltzustandes der Flip-Flop-Schal- insgesamt nicht funktionsfähig ist In diesem Falle wird

tung 512 den Datenfluß nicht störend unterbrechen. nur noch der in Betrieb befindliche Empfänger an¹ die

Man erkennt daß die gesamte Schaltung taktrichtig Ausgangsdatenleitungen angeschlossen. Im schlimm-

arbeitet ohne daß ein Schaltvorgang störend auf ein sten Falle, in welchem beide Empfänger vollständig

Datenbit trifft Das bedeutet daß der Datenfluß niemals 30 hinktionsgestört sind, wird der gesamte Datenausgang

unterbrochen wird, wenn eine Schaltung zwischen dem gesperrt v

Auftreten von Eingangsdatensignalen vorgenommen In zweiter Hinsicht wird eine Messung bezüglich der

wird. Nachdem die Taktgabe für beide Datenströme Bitfehlergeschwindigkeit durchgeführt Verfahren und

gemeinsam ist und da Änderungen nur zu Zeiten von Einrichtungen zur Durchführung solcher Messungen

Obergangszuständen der Daten durchgeführt werden 35 lassen sich der US-Patentschrift 35 55 427 entnehmen,

und niemals während der Zeit, in welcher ein Bit Falls die Bitfehlergeschwindigkeit eines der Empfänger

ausgewertet wird, wird der Datenstrom nicht unterbrp- einen Wert von 10~⁴ überschreitet, wird der Empfänger,

chen, und es geht kein Datenbit beim Schalten verloren. welcher die geringere Bitfehlergeschwindigkeit hat, an

Falls die Oberlappungszeit zwischen den Datenbits die Ausgangsleitungen angeschlossen,
auf den beiden Dateneingangsleitungen 242 größer als 40 Eine zweite Möglichkeil· zur Errechnung der Biteine halbe Bitzeit wird, so wird es unmöglich, von einer fehlergeschwindigkeit besteht darin, eine bekannte Leitung auf die andere Leitung umzuschalten, ohne Folge von Bits als Prüfnachricht in bestimmten, Daten zu verlieren. Um dieses zu verhindern, erfüllt der periodischen Intervallen auszusenden. Ein Vergleich der auf die Bitkorrelation ansprechende Detektor 210 eine empfangenen Folge von Datenbits mit der bekannten Verriegelungsfunktion mit Bezug auf den taktrichtig 45 Folge bildet ein Maß für die Bitfehlergeschwindigkeit
arbeitenden Schalter 312. Das exklusive ODER-Schalt- Sind beide Empfänger in Betrieb, ist jedoch die element 506 ist mit jedem der nicht invertierenden Bitfehlergeschwindigkeit in beiden Empfängern größer (?-Ausgänge der Flip-Flop-Schaltelemente 502 und 504 als 10~⁴, so wird aus der Amplitude der Empfangssignaverbunden. Wenn die Ausgänge der Flip-Flop-Schaltun- Ie an jedem Empfänger bestimmt welcher Empfänger gen 502 und 504 identisch sind, so ist der Ausgang der 30 nun an die Ausgangsleitungen angeschlossen wird, exklusiven ODER-Schaltung 506 eine logische 0. Bei Wenn jedoch die Verzögerungsdifferenz ^wischen den nicht identischen Flip-Flop-Ausgängen ist demgegen- Datenbits in den beiden Datenkanälen einen Wert von über der Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 506 einer halben Bitzeit überschreitet, so wird ' die eine 1. Der Integrator 508 integriert die Ausgänge des Umschaltung zwischen den Datenströmen in der exklusiven ODER-Schaltelementes 506 über eine Reihe 55 beschriebenen Weise gesperrt, was unter Wirkung der von Bitzeiten und bietet an seinem Ausgang eine 1 dar, auf die Bitkorrelation ansprechenden Schaltung 210 wenn am Ausgang der exklusiven ODER-Schaltung 506 geschieht Der Signalpegel an jedem Empfänger während mehrerer nebeneinanderliegender oder im bestimmt auch, welcher der beiden Empfänger dann an nahen Zeitabstand voneinander befindlicher Bitzeiten die Ausgangsleitungen angeschlossen wird, wenn eine 1 aufgetreten ist Eine an den Eingang des 60 keinerlei andere Fehlerbedingungen auftreten. Wenn NOR-Schaltelementes 510 angekoppelte 1 verhindert, beide Empfangssignale der Empfänger Ober einem daß Taktsignale den Takteingang der Flip-Flop-Schal- ■ gewissen Schwellenwert liegen, so wird nicht zwischen tung 512 erreichen, so daß diese Flip-Flop-Schaltung den Empfängern hin-und hergeschaltet, selbst wenn das daran gehindert wird, ihren Schaltzustand zu verändern. eine Signal mit seiner Amplitude über dem anderen Auf diese Weise verhindert der Integrator 508 auch, daß 65 Signal liegt

dauernd rasch zwischen den beiden Datenströmen hin- In den Fig. 13A bis 13E ist eine Reihe von

und hergeschaltet wird. Diese Hemmung mit Bezug auf Taktwellenformen gezeigt, woraus die Umschaltung

das Hin- und Herschalten ist wichtig, da manchmal eine zwischen den Datenströmen beim Auftreten von

Störungen zu ersehen ist F i g. 13A zeigt das zusammengesetzte Taktsignal Die F i g. 13B und 13D zeigen zwei mögliche Datenströme, welche dieselben Daten beinhalten, die jedoch zeitlich etwas gegeneinander versetzt sind. Fig. 13D zeigt das Auswahlbefehlssignal, das von der logischen Steuerschaltung 214 erzeugt wird. Wenn der in F i g. 13B gezeigte Datenstrom bessere Qualität besitzt als der in F i g. 13C gezeigte Datenstrom, so wird

der Datenstrom nach Fig. 13B zeitlich neu geordnet und als Ausgang verwendet Wird die Qualität des Datenstromes auf dem Kanal entsprechend FIg. 13B schlechter als diejenige des Datenstromes gemäß F i g. 13C, so ändert sich der Signalzustand auf der Auswahtbefehlsleitung, und der Datenstrom gemäß F i g. 13C wird zeitlich neu eingeordnet und an die Ausgangsschaltung angekoppelt

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Übertragung von digitalen Signalen, insbesondere Mikrowelleasignalen, zwisehen einer Sendestation und einer Empfangsstation, welche Mehrfach-Empfangseinrichtungen mit einer Anzahl von Empfängern aufweist, die wahlweise mittels einer Auswahl-Steuerschaltung an Auswerteeinrichtungen anschließbar sind, wobei der Wechsel von einem ausgewählten Empfänger zum anderen ausgewählten Empfänger unter Steuerung eines von den empfangenen Signalen abgeleiteten Taktes erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß an die Empfänger (212) Taktsignalerzeugungseinrichtungen (218) angeschlossen sind, mittels welchen von den digitalmodulierten Signalen abgeleitete örtliche Taktsignale in einer Kombinationsschaltung (302, 304) zu einem kombinierten Taktsignal zusammengesetzt werden und daß die wahlweise Ankopplung eines Empfä&gerausgangs an die Auswerteinrichtungen synchron mit dem kombinierten Taktsignal erfolgt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Empfangseinrichtung (114, 116) zwei oder mehrere Antennen (104) zugeordnet sind, welche räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendestation (101a, \0\b) zwei Antennen (104a, 106a, 1046,106^ enthalt, von denen eine horizontal polarisiert ist und die andere vertikal polarisiert ist, und dej entsprechend die Mehrfach-Empfangseinrithtungen (104, 106, 116, 118) ebenfalls zwei Antennen entfalten, von denen eine horizontal polarisiert und die andere vertikal polarisiert ist

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise Ankopplung des einen oder anderen Empfängeraus- gangs an die Auswertsinrichtungen in Abhängigkeit von einem oder mehreren Signalkennwerten der Empfänger (212) durchgeführt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte wahlweise Ankopplung eines bestimmten Empfängerausgangs in Abhängigkeit von der Steuerspannung der automatischen Steuerung des Verstärkungsgrades und in Abhängigkeit von der Bitfehlergeschwindigkeit erfolgt

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, so dadurch gekennzeichnet, daß das zusammengesetzte Taktsignal Impulsübergangszeiten zu den mittleren Zeiten der Übergangsflanken der örtlichen Taktimpulse besitzt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von der Sendestation in einer Anzahl von Modulationszuständen erzeugt werden.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die unterschiedliche Modulation durch quaternäre Phasenverschiebungsverschlüsselung erzeugt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Daten von einem Rechner (122a, 122i»;bereitgestellt sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mit den wahlweise einschaltbaren Empfängern als Auswerteinrichtung

ein Rechner (122a, VHb) gekoppelt ist