DE2729633A1

DE2729633A1 - Schaltungsanordnung in einem nachrichtenuebertragungssystem mit deltamodulation

Info

Publication number: DE2729633A1
Application number: DE19772729633
Authority: DE
Inventors: Peter Ing Grad Bergner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1977-06-30
Publication date: 1979-01-04
Also published as: IE781305L; DK294278A; BE868632A; CH634697A5; FR2396464A1; FR2396464B1; DE2729633B2; IE46958B1; IT1108744B; IT7825008A0; GB1586846A; NL7806866A; LU79887A1; DE2729633C3

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT _£ _ Unser Zeichen: Berlin und München VPA 77P6657 BRD

Schaltungsanordnung in einem Nachrichtenübertragungssystem mit Deltamodulation

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung in einem Nachrichtenübertragungssystem mit Deltamodulation, insbesondere Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem, mit einem sendeseitigen, ein periodisches Bitmuster erzeugenden Hilfssignalgenerator, bei der der Hilfssignalgenerator bei Bedarf anstelle der Nutzsignalquelle über einen sendeseitigen Umschalter an den Übertragungskanal anschaltbar ist und bei der empfangsseitig eine Signalauswerteschaltung an den ankommenden Übertragungskanal fest angeschaltet ist.

Ein Deltamodulations-Nachrichtenübertragungssystem dieser Art ist durch die US-PS 3 727 005 bekannt. Zur Vermeidung eines zusätzlichen Aufwandes an Bandbreite werden die bei derartigen Systemen in der Regel erforderlichen Hilfssignale nicht in einem besonderen Übertragungskanal übertragen, sondern innerhalb des Nutzsignal· kanals, denen die Hilfssignale zugeordnet sind. Die Hilfssignale werden dabei auf der Ausgangsseite des sendeseitigen Deltamodulators anstelle des Nutzsignals in einen vorgegebenen Zeitschlitz eingeblendet. Ein Verlust an Nutzsignal braucht hierbei nicht einzutreten, da beispielsweise im Fall eines Sprachübertragungssystems die Ruf- und Wählzeichen darstellenden Hilfssignale zu Zeiten anfallen, in denen keine Sprache übertragen werden muß.

Zum Erkennen der Hilfssignale auf der Empfangsseite ist es erforderlich, daß die hierfür vorgesehene Signalauswerteschaltung 16.6.77 / Jae 1 Shy 809881 /0548

¹+- 77P 6 6 57 BRD

ständig am Übertragungskanal angeschaltet ist, also mit anderen Worten die Nutzsignale mit verarbeiten muß. Wie die Praxis zeigt» treten hierbei Einwirkungen des Nutzsignals auf die Signalisierinformation auf, die zu Zeichenverzerrungen der Hilfssignale Anlaß geben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Schaltungsanordnung in einem Nachrichtenübertragungssystem mit Deltamodulation der einleitend beschriebenen Art eine weitere Lösung anzugeben, die bei geringem technischen Aufwand die bei der empfangsseitigen Auswertung der Hilfssignale auftretenden, auf das Nutzsignal zurückgehenden Zeichenverzerrungen wesentlich vermindert.

Ausgehend von einer Schaltungsanordnung in einem Nachrichtenüber-

tragungssystem mit Deltamodulation, insbesondere Zeitmultiplex-Nachrlchtenübertragungssystem, mit einem sendeseitigen, ein periodisches Bitmuster erzeugenden Hllfssignalgenerator, bei der der Hilfssignalgenerator bei Bedarf anstelle der Nutzsignalquelle über einen sendeseitigen Umschalter an den Übertragungskanal anschaltbar ist und bei der empfangsseitig eine Signalauswerteschaltung an den ankommenden Übertragungskanal fest angeschaltet ist, wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Hllfssignalgenerator ein eine Verknüpfungslogik aufweisendes rückgekoppeltes n-stufiges Schieberegister zur Erzeugung eines Bitmusters mit der maximalen Periodenlänge 2ⁿ - 1 ist, daß ferner empfangsseitig die Signalauswerteschaltung eine von der gleichen Verknüpfungsschaltung wie der Hilfssignalgenerator Gebrauch machendes n-stufiges Schieberegister aufweist, sowie ein EXCLUSIV-ODER-Gatter, dessen erster Eingang mit dem Ausgang der Verknüpfungsschaltung und dessen zweiter Eingang gemeinsam mit dem Eingang des Schieberegisters den Eingang der Signalauswerteschaltung bildet, daß außerdem die Signalauswerteschaltung einen Integrator mit ausgabeseitiger Schwellwertschaltung umfaßt, der eingangs sei tig wahlweise über einen empfangsseitigen Umschalter mit dem Ausgang des EXCLUSIV-ODER-Gatters und einer Taktquelle verbindbar ist und dabei der empfangeseitige Umschalter über das Schieberegister mittels einer Koinzidenzschaltung derart gesteuert ist, daß er bei wenigstens n+1 gleichen aufeinanderfolgenden Bits

809881 /0548

77P6 6 57BRD

für die Dauer dieses Zustandes die Taktquelle an den Integratoreingang anschaltet und daß sendeseitig im Verbindungsweg zwischen der Nutzsignalquelle und dem sendeseitlgen Umschalter eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die beim Anschalten der Nutzsignalquelle an den Übertragungskanal für einen vorgegebenen Zeitabschnitt das Nutzsignal durch ein Dauersignal ersetzt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Zeichenverzerrungen bei einer von einem Integrator Gebrauch machenden empfangsseitigen Auswerteschaltung im wesentlichen auf einem Phasenjitter beruhen, der durch eine Beeinflussung der Spannung des Integrators durch das Nutzsignal im Zeitbereich des Übergangs zwischen Nutzsignal und Hilfssignal und umgekehrt entsteht. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird dieser Einfluß im Bereich der Vorderflanke des Hilfssignals geringfügig herabgesetzt und im Bereich der Rückflanke des Hilfssignals vollständig unterdrückt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die sendeseitige Schalteinrichtung eine bistabile Kippstufe mit einem zusätzlichen Sperreingang, an dem beim Anschalten des Hilfssignalgenerators an den Übertragungskanal ein Sperrsignal wirksam wird, das bei der nächsten Umschaltung noch für einen vorgegebenen Zeitabschnitt wirksam bleibt.
25

Die weitgehende Entkopplung des Nutzsignals vom Hilfssignal, bezogen auf die empfangsseitige Auswerteschaltung, gibt in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, den Schwellwert der integratorausgangsseitigen Schwellwertschaltung so festzulegen, daß sich die im gesamten übertragungsweg auftretenden systembedingten Verzerrungen des Mittelwertes des Tastverhältnisses weitgehend aufheben.

Weiterhin ist es im Interesse eines einwandfreien Betriebes sinnvoll, die Zeitkonstante des Integrators in Abhängigkeit der Periodenlänge des Bitmusters so groß zu wählen, daß das Nutzsignal praktisch kein Hilfssignal vortäuschen kann.

809881/0548

^G" 77P6 6 57BRD Anhand eines In der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung Im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten

Flg. 1 das Teil-Blockschaltbild der Sende- und Empfangsseite eines von einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung Gebrauch machenden Nachrichtenübertragungssystems,

Fig. 2 verschiedene Zeitdiagramme der im Blockschaltbild nach Fig. 1 auftretenden Spannungen.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt auf der linken Seite den Sender S_- und auf der rechten Seite den Empfänger E des einen Nachrichtenübertragungskanal aufweisenden, mit Deltamodulation arbeitenden Nachrichtenübertragungssystems für Sprachübertragung. Für mehrere Übertragungskanäle, die im Zeitmultiplex betrieben werden, wären der Sender S auf der Ausgangsseite und der Empfänger E auf der Eingangsseite durch einen Multiplexer zu ergänzen, an die auf der Sendeseite eingangsseitig und auf der Empfangsseite ausgangsseitig die weiteren Kanalbaugruppen angeschaltet sind. Lediglich der Hilfssignaloszlllator HG des Senders S wird in diesem Falle nur einmal vorhanden sein, da er für sämtliche Kanalbaugruppen verwendbar wäre. Dies ist in Fig. 1 durch die unterbrochene Linie auf der Ausgangsseite des Hilfssignalgenerators HG angedeutet.

Der Sender S weist neben der Teilnehmerstation TLn eine niederfrequente Endschaltung ES auf, die einerseits mit dem Eingang des Deltamodulators DM und andererseits mit dem Zeichenumsetzer ZU in Verbindung steht. Auf der Ausgangsseite des Deltamodulators schließt sich die bistabile Kippstufe K an, die ausgangsseitig mit dem einen Anschluß des sendeseitigen Umschalters Ss verbunden ist. Am anderen Anschluß dieses Umschalters ist der Hilfssignalgenerator HG angeschaltet. Er besteht aus einem vierstufigen Schieberegister Si und einer Verknüpfungslogik in Form eines EXCLUSIV-ODER-Gatters 0, über dessen Ausgang das Schieberegister Si rückgekoppelt ist. Der Zeichenumsetzer ZU steuert ausgangsseitig die bistabile Kippstufe K an ihrem Sperreingang und den sendeseitigen Umschalter Ss. Vom gemeinsamen Umschaltkontakt

809881/0548

-jtr-Ί" 77P 6 6 5 7 BRD

des sendeseitigen Umschalters Ss aus gelangen die Informationen des Senders S über den Übertragungskanal ÜK zum Empfänger. Oa im Zusammenhang der Erfindung hier lediglich die Auswerteeinrichtung für das Hilfssignal von Interesse ist, sind im Blockschaltbild nur die hierfür maßgeblichen Blöcke angegeben. Der Empfänger E weist neben der Signalauswerteschaltung AS ausgangsseitig wiederum den Zeichenumsetzer ZU, die niederfrequente Endschaltung ES und die sich daran anschließende Teilnehmerstation TLn auf. Die Signalauswerteschaltung AS umfaßt entsprechend dem Hilfssignalgenerator HG auf der Sendeseite ein vierstufiges Schieberegister Si mit der aus dem EXCLUSIV-ODER-Gatter O bestehenden Verknüpfungsschaltung. Der Ausgang des EXCLUSIV-ODER-Gatters O ist jedoch hier nicht auf den Eingang des Schieberegisters rückgekoppelt, sondern mit dem einen Eingang eines weiteren EXCLUSIV-ODER-Gatters 01 verbunden. Der andere Eingang dieses weiteren EXCLUSIV-ODER-Gatters und der Eingang des Schieberegisters Si bilden gemeinsam den Signaleingang der Signalauswerteschaltung AS. Das weitere EXCLUSIV-ODER-Gatter 01 ist über den Inverter I mit dem einen Anschlußkontakt des empfangsseitigen Umschalters Se verbunden, an dessen anderem Anschlußkontakt die Taktquelle T liegt. Der Umschaltkontakt des empfangsseitigen Umschalters Se ist mit dem Eingang des Integrators IR verbunden, der auf der Ausgangsseite eine nicht näher dargestellte Schwellwertschaltung umfaßt. Der Zeichenumsetzer ZU wird über den Ausgang des Integrators IR gesteuert und liefert aus gangs sei, tig dem Teilnehmer TLn über die niederfrequente Endschaltung ES die erkannten Ruf- und Wählsignale. Wie Fig. 1 ferner erkennen läßt, weist die Signalauswerteschaltung AS noch die Koinzidenzschaltung KZ auf, die vom Ausgang des Schieberegisters gesteuert wird und in Abhängigkeit von wenigstens fünf aufeinanderfolgenden gleichen Bits den empfangsseitigen Umschalter Se in die zweite, in Fig. 1 in unterbrochener Linie dargestellte Schaltstellung umschaltet.

Zum besseren Verständnis der Schaltung nach Fig. 1 sind in Fig. mehrere Zeitdiagramme a, b, c und d angegeben, anhand der die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 nun noch näher erläutert werden soll. Die Buchstaben a bis d finden sich in Fig. 1 an den Stellen wieder, an denen die in den entsprechend bezeichneten

809881 /0548

77P 6 6 5 7 BRD

Zeitdiagrammen angegebenen Spannungsverläufe auftreten. Zunächst

soll Jedoch noch kurz auf das Zusammenspiel des sendeseitigen Hilfssignalgenerators mit dem empfangsseitigen Schieberegister und seiner Verknüpfungslogik eingegangen werden. 5

Die Rückkopplung des Schieberegisters Sl des Hilfssignalgenerators über das EXCLUSIV-ODER-Gatter 0 ist so vorgenommen, daß im Rhythmus der in Fig. 1 nicht näher angegebenen Taktsteuerung als Hilfssignal Hs ein periodisches Bitmuster maximaler Länge 2ⁿ - 1 auftritt. Wie sich zeigen läßt, liefert das auf diese Weise gewonnene Hilfssignal Hs, wenn es in das Schieberegister Si der Signalauswerteschaltung AS auf der Empfangsseite eingeschoben wird, mindestens nach η Bits am Ausgang des EXCLUSIV-ODER-Gatters 0 das gleiche Signal, wie es in diesem Zeitpunkt am Eingang des Schieberegisters Sl anliegt. Über die weitere Verknüpfung des weiteren EXCLUSIV-ODER-Gatters 01 ergibt sich damit am Ausgang dieses Gatters ein Dauergleichsignal in Form einer "0", die über den Inverter I in eine "L" invertiert wird. Mit anderen Worten stellt sich auf der Empfangsseite in der Signalauswerteschaltung ein übertragenes Hilfssignal HS als ein Dauersignal dar, das über den Integrator IR zu einem Schaltsignal ausgewertet wird.

Bei einem vom Teilnehmer TLn des auf der Sendeseite abgegebenen Rufs wird der Zeichenumsetzer ZU entsprechend dem Diagramm a nach Fig. 2 zum Zeitpunkt ti zum Ansprechen gebracht und damit ein Signal am Sperreingang der bistabilen Kippstufe K und am Steuereingang des sendeseitigen Umschalters Ss wirksam. Der sendeseitige Umschalter Ss wird dabei von der in Fig. 1 dargestellten Schaltstellung in die zweite, in unterbrochener Linie dargestellte Schaltstellung gebracht und auf diese Weise der Hilfssignalgenerator HG an den Ubertragungskanal UK angeschaltet. Die Übertragung des Hilfssignals Hs anstelle des Nutzsignals Ns erfolgt nunmehr, wie das Diagramm b nach Fig. 2 zeigt, zum Zeitraum zwischen ti und t3. In diesem Zeitraum wiederholt sich das Bitmuster des Hilfssignals Hs mit der Periode P. Im Zeitpunkt t 3 wird der Ruf beendet und damit der Zeichenumsetzer ZU in seinen ursprünglichen Zustand (Signalpegel "L")zurückgestellt. Im gleichen Augenblick wird der sendeseitige Umschalter Ss in seine in Fig. 1 darge-

809881 /0548

-JP- 77P6657BRD

stellte Schaltstellung zurückgestellt und damit das Nutzsignal wiederum an den Übertragungskanal angeschaltet. Das Signal am Sperreingang der bistabilen Kippstufe K 1st mittels eines In Fig. 1 nicht dargestellten RC-Gliedes noch für den Zeitabschnitt T wirksam, so daß es erst am Ende dieses Zeitabschnitts im Zeitpunkt t5 wiederum übertragen wird. Mit anderen Worten erfolgt im Zeitabschnitt X als Nutzsignal ein Dauersignal vom Wert "0", dessen Wirkung auf die empfangsseitige Signalauswerteschaltung AS später noch erläutert werden wird.

Das Diagramm c zeigt den Spannungsverlauf am Integrator. Bei normaler Sprachübertragung im Zeitbereich bis ti werden dem Integratoreingang wechselweise Bits der Wertigkeit "0" und "L" zugeführt, die im Mittel am Integrator eine Spannung U„ /p ergeben, wobei unter U_ß die Betriebsspannung zu verstehen ist, die gleich dem Amplitudenwert von ⁿL^N ist. Die Integratorspannung selbst schwankt um diesen Mittelwert, Je nachdem eine Häufung von ⁿL^H Werten oder eine Häufung von "O" Werten auftritt.

Die Schwelle der vom Integrator IR mit umfaßten-Schwellwertschaltung ist für den Wert 3Ug/^ festgelegt. Der Zeitpunkt t2, in dem diese Schwelle entsprechend dem Diagramm c nach Fig. 2 überschritten wird, ist davon abhängig, welchen Augenblickswert die Integratorspannung zum Zeitpunkt ti hatte. Dieser nutzsignalabhängige Phasenjitter stellt eine Zeichenverzerrung dar. Gemäß der Erfindung wird nun dieser Effekt dadurch gedämpft, daß dem Ausgang des Schieberegisters Si der Signalauswerteschaltung AS die Koinzidenzschaltung KZ nachgeschaltet ist, die beim vorliegenden Ausführungsbeispiel immer dann anspricht und den Integrator über den empfangsseitigen Umschalter Si an den Taktgenerator T solange anschaltet, wie im ankommenden Signal aufeinanderfolgend wenigstens fünf gleiche Bits auftreten. Das Taktverhältnis des Taktgenerators T ist exakt 1, so daß sich am Integrator exakt die Spannung U_ß/p einstellt. Dabei ist davon ausgegangen, daß die Amplitude der Taktschwingung ebenfalls gleich der Betriebsspannung U_ß ist. Mit anderen Worten werden mittels der Koinzidenzschaltung KZ im Bereich des Übergangs des Nutzsignals in das Hilfssignal die möglichen Schwankungen der Spannung am Inegrator um den Wert U

809881 /0548

- ΊΟ -*-- 77Ρ 6 6 5 7 BRD

verkleinert und damit die Zeichenverzerrungen in diesem Zeitbereich. Die Auslegung der Koinzidenzschaltung KZ für fünf aufeinanderfolgende gleiche Bits ergibt sich dadurch, daß beim vorgegebenen AusfUhrungsbeispiel das Hilfssignal ein periodisches Bitmuster von 15 Bits aufweist, bei der maximal in der Aufeinanderfolge vier gleiche Bits auftreten können. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Koinzidenzschaltung bei Ankunft eines Hilfssignals nicht anspricht. Am Ende der übertragung des Hilfssignals zum Zeitpunkt t3 wird durch das als Dauersignal im Zeitabschnitt T wirksame Nutzsignal eine Umschaltung des empfangsseitigen Umschalters Se im Sinne einer Anschaltung des Taktgenerators T an den Eingang des Integrators TR bewirkt. Die Folge ist, daß eine Verfälschung der Rückflanke des Hilfssignals durch das Nutzsignal Ns völlig unterdrückt wird, weil die Schwingung des Taktgenerators die Spannung Ug/₂ exakt festlegt, der die Integratorspannung mit der Zeitkonstante des Integrators, beginnend im Zeitpunkt t3, zustrebt.

Vie bereits darauf hingewiesen worden ist, ermöglicht die weitgehende Unterdrückung des Phasenjitters an den Signalgrenzen des Hilfssignals durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen eine weitgehende Kompensation von im gesamten übertragungsweg auftretenden systembedingten Verzerrungen des Hittelwertes der Hilf ssignaldauer durch Einstellen der Schwelle der Schwellwertschaltung. Insbesondere können auf diese Weise Verzerrungen kompensiert werden, die durch unterschiedliche An- und Abfallzeiten der in den Zeichenumsetzern ZU vorgesehenen Relais bedingt sind.

4 Patentansprüche
2 Figuren

809881/0548

Leerseite

Claims

Patentansprüche

Schaltungsanordnung in einem Nachrichtenübertragungssystem mit Deltamodulation, insbesondere Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem, mit einem sendeseitigen, ein periodisches Bitmuster erzeugenden Hilfssignalgenerator, bei der der Hilfssignalgenerator bei Bedarf anstelle der Nutzsignalquelle über einen sendeseitigen Umschalter an den Übertragungskanal anschaltbar ist und bei der empfangsseitig eine Signalauswerteschaltung an den ankommenden Übertragungskanal fest angeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Hilfssignalgenerator (HG) ein eine Verknüpfungslogik (0) aufweisendes rückgekoppeltes n-stufiges Schieberegister (Si) zur Erzeugung eines Bitmusters mit der maximalen Periodenlänge 2ⁿ - 1 ist, daß ferner empfangsseitig die Signalauswerteschaltung (AS) eine von der gleichen Verknüpfungsschaltung (0) wie der Hilfssignalgenerator Gebrauch machendes n-stufiges Schieberegister (Si) aufweist, sowie ein EXCLUSIV-ODER-Gatter (01), dessen erster Eingang mit dem Ausgang der Verknüpfungsschaltung und dessen zweiter Eingang gemeinsam mit dem Eingang des Schieberegisters den Eingang der Signalauswerteschaltung bildet, daß außerdem die Signalauswerteschaltung einen Integrator (IR) mit ausgangsseitiger Schwellwertschaltung umfaßt, der eingangsseitig wahlweise über einen empfangsseitigen Umschalter (Se) mit dem Ausgang des EXCLUSIV-ODER-Gatters und einer Taktquelle (T) verbindbar ist und dabei der empfangsseitige Umschalter über das Schieberegister mittels einer Koinzidenzschaltung (KZ) derart gesteuert ist, daß er bei wenigstens n+1 gleichen aufeinanderfolgenden Bits für die Dauer dieses Zustandes die Taktquelle an den Integratoreingang anschaltet und daß sendeseitig im Verbindungsweg zwischen der Nutzsignalquelle und dem sendeseitigen Umschalter (Ss) eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die beim Anschalten der Nutzsignalquelle an den Übertragungskanal (UK) für einen vorgegebenen Zeitabschnitt (r) das Nutzsignal (Ns) durch ein Dauersignal ersetzt.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sendeseitige Schalteinrichtung eine bistabile Kippstufe (K)

809881/0548

Z- 77P6657 BRD

mit einem zusätzlichen Sperrsignaleingang ist, an dem beim Anschalten des Hilfsslgnalgenerators (HG) an den Übertragungskanal (ÜK) ein Sperrsignal wirksam wird, das bei der nächsten Umschaltung noch für einen vorgegebenen Zeitabschnitt (T) wirksam bleibt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert der integratorausgangsseitigen Schwellwertschaltung so festgelegt ist, daß sich die im gesamten übertragungsweg auftretenden systembedingten Verzerrungen des Hittelwertes der Hllfsslgnaldauer weitgehend aufheben.
4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante des Integrators (IR) in Abhängigkeit der Periodenlänge des Bitmusters so groß gewählt ist, daß das Nutzsignal (Ns) praktisch kein Hilfssignal (Hs) vortäuschen kann.

809881/0548