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Trägerfrequenzsysteme ohne Durchschaltefilter
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Die Erfindung befaßt sich mit der Durchschaltung von Grundgruppen
zwischen Trägerfrequenzsystemen nach dem Vierdraht-Gleichlageverfahren, bei denen
also das abgehende und das ankommende Übertragungsband die gleiche Frequenzlage
haben.
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Der Aufbau des Übertragungsbandes solcher Systeme erfolgt in der Regel
in mehreren Stufen. In der ersten Stufe werden eine Anzahl von niederfrequenten
Sprachkanälen durch Kanalumsetzer derart in eine höhere Frequenzlage gebracht, daß
die umgesetzten Kanäle frequenzmäßig nebeneinander liegen.
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Eine solche Gruppe nebeneinanderliegender Kanäle wird als Ganzes in
einer nächsten Stufe wiederum in eine andere Frequenzlage gebracht und bildet dort
zusammen mit frequenzmäßi.benachbarten Gruppen gleicher Art eine übergeordnete ,Gruppe.
Dieser Aufbau von immer größeren Gruppen von Kanälen wird in der geschilderten Weise
so lange fortgesetzt, bis als letzte Stufe das Übertragungsband erreicht ist. Der
Abbau des Übertragungsbandes erfolgt auf die gleiche Weise in umgekehrter Richtung.
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Um den Auf- und Abbau der Übertramungsbänder verschiedener Trägerfrequenzsysteme
zu vereinheitlichen und damit u.a. auch ihr Zusammenwirken zu vereinfachen, wird
der beschriebene Auf-und Abbau über sogenannte Grundgruppen vorgenommen. Diese Kanalgruppen
sind durch ihren Umfang und die Angabe der oberen oder unteren Eckfrequenz festgelegt.
So liegt z.B. die Grundprimärgruppe im Frequenzbereich von 60 bis 108 kHz und umfaßt
damit zwölf Kanäle von 4 kHz Bandbreite. Die Grundsekundärgruppe enthält ihrerseits
fünf Primärgruppen und liegt im Frequenzbereich von 312 bis 552 kHz. Es folgen zwischen
812 und 2044 kHz die Grundtertiärgruppe, die fünf Sekundärgruppen umfaßt, und die
Grundquartärgruppe zwischen 8516 und 12388 kHz mit einem Umfang von drei Tertiärgruppen.
Zum Aufbau noch breitbandigerer Systeme rande bereits eine aus drei Quartärgruppen
bestehende Grundquintärgruppe zwischen 32,876 und
44,948 MHz vorgeschlagen
(DT-AS 22 42 057)0 Die Umsetzereinrichtungen, die Grundgruppen ineinander oder in
Teile des Übertragungsbandes umsetzen, enthalten als Hauptbestandteile den in Senderichtung
und den im Empfangsrichtung arbeitenden Gruppenumsetzerp wie dies beispielsweise
ebenfalls in DT-AS 22 42 957 beschrieben ist Fig 1 zeigt einen in Senderichtung
arbeitenden Quartärgruppenumsetzer QGUs und den nachgeschalteten, ebenfalls in Senderichtung
arbeitenden Gruppenumsetzer nächst höherer Stufe9 den Quintärgruppenumsetzer QiGUs.
An die Eingänge in El bis E3 werden Signale in der Frequenzlage der Grundquartärgruppe
gegeben. Sodann werden die Trägerfrequenzen 32956 MHz9 45964 MHz und 49,28 MHz mit
den Eingangs signalen moduliert, wofür die Modulatoren Ml bis M3 vorgesehen sind.
Die Bandpässe BP1, BP2 und BP3 befreien die umgesetzten Grundquartärgruppen von
störenden Modulationsprodukten, nämlich dem unerwünschten Seitenband9 den Seitenbändern
höherer Ordnung sowie dem durchsprechenden Band Filter mit dieser Funktion sollen
im folgenden als sendeseitige Modulationsfilter bezeichnet werden. Des weiteren
sollen Nutzbänder dann als störfrei angesehen werden, wenn die Störsignale um 80
dB unter dem Pegel der Nutzsignale liegen. Die sendeseitigen Modulationsfilter BP1
bis BP3 weisen daher in den Frequenzbereichen, in denen Störsignale auftreten, eine
solche Mindestsperrdämpfung auf, daß die Forderung nach Störfreiheit erfüllt ist.
Der genaue Zahlenwert dieser Sperrdämpfung hängt u.a. von den verwendeten Modulatoren
ab. Die störfreien Quartärgruppen wurden schließlich durch das Entkopplungsnetzwerk
N1 zu einer Grundquintärgruppe zu sammengefaßt, die dann an einen der Eingänge Ell
bis E14 des sendeseitigen Quintärgruppenumsetzers QiGUs gegeben wird0 Dieser setzt
die vier Grundquintärgruppen zum vorgesehenen Übertragungsband zusammen. Die Grundquintärgruppe,
die auf~den Eingang E13 gegeben wird, kann ihre Frequenzläge beibehalten. Statt
eines Modulators mit sendeseitigem Modulationsfilter befindet sich an der entsprechenden
Stelle lediglich ein Anpassungsglied D130 Auch die Sperrdämpfung der
sendeseitigen
Modulationsfilter TP11, BPi2 und BP14 des Quintärgruppenumsetzers QiGUs ist so bemessen,
daß die umgesetzten Quintärgruppen als störfrei zu betrachten sind0 Sie werden durch
das Entkopplungsnetzwerk N2 zum Übertragungsband zusammengefaßt und in der Senderichtung
SR übertragens Fig. 2 stellt die in Empfangsrichtung arbeitende Zusammenschaltung
von Quintär- und Quintärgruppenumsetzern dar.
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Übereinstimmende Bauteile sind in Fig.1 und Fig.2 mit den gleichen
Symbolen bezeichnet. Das bei ER ankommende Übertragungsband gelangt über das Entkopplungsnetzwerk
N2 an die empfangsseitigen Modulationsfilter TP11, BP12 und BP14 bzw. an das Anpassungsglied
D13. Die empfangsseitigen Modulationsfilter sorgan dafür, daß bei der nachfolgenden
Demodulation keine Störungen durch Demodulation der Spiegelfrequenzen in den Frequenzbereich
der Grundquintärgruppe fallen.
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Die von den Spiegelfrequenzen befreiten Teilbänder des Übertragungsbandes
werden nun mit den Modulatoren M11, M12 und M14 in die Lage der Grundquintärgruppe
gebracht. Bandreste von Nachbargruppen, die die empfangsseitigen Modulationsfilter
TP11, BP12 und BP14 nicht unterdrückt haben, werden auch demoduliert. Zum Teil werden
diese Reste durch die nachfolgenden Grundgruppenfilter BP10 unterdrückt. Als Grundgruppenfilter
werden alle Bandpässe bezeichnet, den Durchlaßbereich mit dem Frequenzbereich einer
Grundgruppe übereinstimmt. Die Grundgruppenfilter BP10 dienen in erster Linie einer
Leistungsbegrenzung, um die nachfolgenden Modulatoren des empfangsseitigen Quartärgruppenumsetzers
QGUe und die (nicht dargestellten) Verstärker vor Überlastung zu schützen. An ihre
Dämpfung außerhalb des Durchlaßbereiches werden daher keine besonderen Anprüche
gestellt. Die Bandreste und die DemodulationsprodukteD von denen die Quintärgruppen
umgeben sindD werden nun in erforderlichem Maße durch die empfangsseitigen Modulationsfilter
3P1 bis 3P3 des in Empfangsrichtung arbeitenden Quartärgruppenumsetzers QGUe unterdrückt.
Ebenso sorgen diees Filtre dafür, daß in die Quartärgruppen, die an den Ausgängen
A1
bis A3 anliegens keine Störungen durch Demodulation der benachbarten Quartärgruppen
hineinfallen.
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Neben den beiden Betriebsarten des Aufbaues und des Abbaues von Grund
gruppen und Übertragungsbändern gibt es die dritte Betriebsart des Durchschaltens
von Grundgruppen Diese Betriebsart liegt vor9 wenn beispielsweise ein Teil des Übertragungsbandes
eines Trägerfrequenzsystems in ein Teilband eines anderen Systems überführt werden
soll. Hierbei wird das Übertragungsband des einen Systems bis auf eine geeignete
Grundgruppe abgebaut und diese dann dem Eingang eines in Sende richtung arbeitenden
Gruppenumsetzers des anderen Systems zugeführt.
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Versteht man z.B. die Fig.1 als in Senderichtung arbeitende Gruppenumsetzer
des einen Systems und die Fig.2 als in Senderichtung arbeitende Gruppenumsetzer
eines anderen Systems5 so werden zoBo Grundquintärgruppen von einem der Ausgänge
All bis A14 an einen der Eingänge Ell bis E14 geschaltet und dort auf die schon
geschilderte Art in das Übertragungsband umgesetzt. Entsprechendes gilt auch beim
Durchschalten von Grundquartärgruppen.
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Da nach dem bisher Gesagten die Grundgruppen, die an den Ausgängen
A11 bis A14 oder A1 bis A3 anliegens nicht störfrei sind9 andererseits an den Eingängen
Ell bis E14 oder El bis E3 störfreie Grundgruppen benötigt werden muß die Durchechalteleitung
sogenannte Durchschaltefilter enthaltene Die Durchschaltefilter unterdrücken sämtliche
Störsignale außerhalb der durchgeschalteten Grundgruppen um 80 dB gegenüber dem
Nutzsignal.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Durchschalten von Grund
gruppen ohne Durchschaltefilter zu ermöglichen, ohne den Aufwand an Filtermitteln
zu erhöhen, der für den Auf- und Abbau der Grundgruppen erforderlich ist0 Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß bei hintereinandergeschalteten Gruppenumsetzern
aufeinanderfolgender Stufen die Sperrdämpfung der sendeseitigen bzw. empfangsseitigen
Modulationsfilter
der Umsetzer niederer Stufe um 40 dB unter dem Wert liegt, der zur Störfreiheit
der Nutzbänder erforderlich ist und daß bei den Umsetzer höherer Stufe auf der Seite,
die den Umsetzern niederer Stufe zugewandt ist 9 Grundgruppenfilter eingesetzt sind,
deren Durchlaßbereich mit dem Frequenzbereich der durchzuschaltenden und zwischen
den Gruppenumsetzern höherer und niederer Stufe anliegenden Grundgruppen übereinstimmt
und daß diese Grundgruppenfilter eine Sperrdämpfung von 40 dB aufweisen, wobei der
Abstand des Sperrbereiches zum Durchlaßbereich ebenso groß ist wie der minimale
Frequenzabstand, den die durchzuschaltenden Grundgruppen nach dem Umsetzen in ihrer
übergeordneten Gruppe haben.
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Anhand eines Beispieles und der Figuren 3-5 soll die Erfindung näher
erläutert werden.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen den prinzipiellen Aufbau einer Umsetzereinrichtung,
die die gleiche Funktion hat wie die Umsetzereinrichtung nach Fig.1 und Fig. 2,
jedoch - von den Anschlußseiten zwischen Quartär- und Quintärgruppenumsetzer aus
gesehen - entsprechend der Erfindung aufgebaut ist.
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Fig.5 zeigt den für das Beispiel verwendeten Frequenzplan.
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Die zwischen den Gruppenumsetzern höherer und niederer Stufe anliegenden
und gegebenenfalls durchuschaltenden Grundgruppen sind im vorliegenden Beispiel
die Grundquintärgruppen zwischen 32,876 und 44,948 MHz. Dieser Frequenzbereich ist
gleichzeitig der Durchlaßbereich des mit GF bezeichneten Grundgruppenfilters. Zunächst
wird gezeigt, daß mit den verwendeten Filtern ein Aufbau eines störfreien Übertragungsbandes
möglich ist.
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Die von den Modulatoren Ml bis M3 im Quartärgruppenumsetzer QGUs in
Fig.3 erzeugten unerwünschten Modulationsprodukte sowie das durchsprechende Band
werden nun durch die sendeseitigen Modulationsfilter B1 bis B3 lediglich um 40 dB
gegenüber
dem Nutzsignal gedämpft, Die an den Anschlußsteflen zwischen
Quartärgruppenumsetzer QGUs und Quintärgruppenumsetzer QiGUs anliegenden Grundquintärgruppen
sind also nicht störfreiO Es liegen jedoch sämtliche Störprodukte9 die bei der Modulation
auftreten weit außerhalb des Frequenzbereiches der Grundquintärgruppen wie der verwendete
Frequenzplan nach Fig.5 zeigt. Daher dämpfen die auf der Anschlußseite des Quintärgruppenumsetzers
QiGUs eingesetzten Grundgruppenfilter GF die Störprodukte nochmals um 40 dB, so
daß den Modulatoren M119 M12 und M14 bæwO dem Anpassungsglied D13 störfreie Grundquintärgruppen
zugeführt werden, genauso wie das mit den Umsetzern nach Fig.1 der. Fall ist.
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Beim Abbau des Übertragungsbandes nach Fig.4 - im vorliegenden Beispiel
ist das aus vier Quintärgruppen bestehende Übertragungsband die übergeordnete Gruppe
- liefern die Modulatoren M11, M12 und das Anpassungsglied D13 Grundquintärgruppen,
die von Bandersten benachbarter Gruppen bzwO Modulationsprodukten umgeben sind0
Der Abstand dieser Bandreste von den Grundquintärgruppen ist in jedem Falle mindestens
so groß wie der kleinste Abstand9 den die Quintärgruppen im Übertragungsband haben0
Nach Fig.5 beträgt dieser minimale Frequenzabstand 1,952 MHz0 Da dieser Abstand
nach der erfindungsgemäßen Dehre gleich dem Abstand zwischen Sperrbereich und Durchlaßbereich
der Grundgruppenfilter GF ist9 dämpfen diese Filter in jedem Falle sämtliche Störprodukte
um 40 dBS gleichzeitig sorgen sie für eine Leistungsbegrenzunge Die Störprodukte,
die in den Bereich der Spiegelfrequenzen fallen, werden nun nochmals von den Filtern
B1 bis B3 des Quartärgruppenumsetzers QGUe um 40 d3 gedämpft, so daß den Modulatoren
Ml bis M3 von Spiegelfrequenzen freie Grundquartärgruppen zugeführt werden.
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Beim Durchschalten einer Grundquintärgruppe kann nun einer der Ausgänge
A11 bis A14 direkt mit einem der Eingänge E11 bis E14 verbunden werden, denn die
auf die Eingänge E11 bis E14 folgenden Grundgruppenfilter unterdrücken die noch
vorhandenen
störenden Nachbargruppen und Modulationsprodukte um
weitere 40 dB, so daß wiederum nur störfreie Grundquintärgruppen in den Modulatoren
M11 bis M14 umgesetzt werden.
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Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können in den Quartärgruppenumsetzern
statt der drei Filter BP1 bis BP3 weniger aufwendige Filter B1 bis B3 eingesetzt
werden.
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Zu je drei Filtern B1 bis B3 eines Quartärgruppenumsetzers QGUs ist
ein weiteres, leicht zu realisierendes Grundgruppenfilter GF am Eingang des Quintärgruppenumsetzers
QiGUs hinzugekommen. Insgesamt gesehen ist also der Filteraufwand, der für den Auf-
und Abbau störfreier Grundquintärgruppen erforderlich ist, nicht erhöht worden.
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Die Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft anwenden, wenn die Frequenzpläne
der Trägerfrequenzsysteme so beschaffen sind, daß Störprodukte außerhalb des Frequenzbereiches
der Grundgruppen liegen. Bei dem angeführten Beispiel ist das, wie aus Fig.5 hervorgeht,
der Fall. So hat das durchsprechende Band einen 2Q,488 MHz großen Abstand von der
Grundquintärgruppe, während der Abstand des am nächsten gelegenen unerwünschten
Seitenbandes 8,832 MHz beträgt. Sollte ein Frequenzplan nicht zu derart idealen
Voraussetzungen für die Anwendung der Erfindung führen, so sind zusätzliche Filtermittel
erforderlich. Diese müssen für die volle Unterdrückung der Störungen sorgen, die
möglicherweise in den Frequenzbereich der Grundgruppe fallen.
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Bei einer Durchschaltung von Grundgruppen zwischen einem erfindungsgemäßen
Trägerfre quenzsystem und einem Trägerfrequenzsystem, dessen Umsetzereinrichtungen
entsprechend Fig.1 und Fig.2 aufgebaut sind, wäre an Stelle eines Durchechaltefilters
lediglich ein Grundgruppenfilter GF zu verwenden.