DE2803654C3 - Nachrichtenübertragungsverfahren für trägerfrequente analoge und digitale Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur parallelen Übertragung eines Frequenzmultiplexsignals eines analogen Trägerfrequenzsystems und eines Zeitmultiplexsignals eines digitalen Zeitmultiplexsystems über ein gemeinsames Leiterpaar oder über getrennte Leiterpaare eines gemeinsamen Kabels, bei dem die digitalen Signale mit einer Trägerschwingiing moduliert werden, deren Impulse um 90° oder ganzzahlige Vielfache von 90° gegenüber den Impulsen des digitalen Signals verschoben sind.

Aus der DE-PS 25 19 322 ist bereits ein Nachrichienübertragungsverrfahren bekannt, das zur zusätzlichen Übertragung von pseudoternär codierten digitalen Signalen über zumindest einen Teil einer Vielzahl symmetrischer oder koxaxialer Leitungspaare eines für die Übertragung sprachfrequenter und trägerfrequenter analoger Signale eingerichteten Kabels geeignet ist Bei diesem Verfahren erfolgt eine Frequenzumsetzung des zu übertragenden digitalen Signals mittels einer Trägerschwindung, deren Frequenz so gewählt ist, daß sich nach der Frequenzumsetzung keine frequenzmäßige Überlappung des Hauptenergiebereiches der digitalen Signale und der analogen Signale ergibt. Aus dem trägerfrequenten digitalen Signal wird mittels eines Filters der Signalteil abgeleitet, der im Haupienergiebereich liegt und der als Übertragungssignal verwendet wird. Die sendeseitige Frequenzumsetzung des digitalen Signals erfolgt dabei wegen der Synchronisation mit einer aus der Bitfolgc der digitalen Signale abgeleiteten Trägerfrequenz.

Aus der DE-OS 24 57 131 ist außerdem bereits ein Mehrkanal-Informationsübertragungssystem für die gleichzeitige Übertragung von phasenmodulierten Signalen mit einer in Phase liegenden Modulationskomponente und einei dazu elektrisch um 90° phasenverschobenen Modulationskomponente bekannt, bei dem außerdem ein, einen Träger enthaltendes Signal übertragen wird. Zur gemeinsamen Übertragung werden die Signale miteinander gemischt und von einem Sender zu einem Empfangsort übertragen, wo das Mischungsergebnis zur Durchführung einer Inversmodulation mit einer demodulierten Wiederholung der Signale der ersten Signalart moduliert wird, und durch Filterung ein Träger abgeleitet wird, welcher zur Demodulation des erwähnten Mischungsergebnisses zum Zwecke der Erzeugung der demodulierlen Wiederholung der phasenmodulit ten Signale verwendet wird. Bei einem derartigen Verfahren werden beide Signale miteinander kombiniert, so daß damit in die Übertragung beider Signale eingegriffen werden muß. Dies erscheint ungünstig im Hinblick auf die zusätzliche Übertgragung eines Zeitmultiplexsignals über ein bestehendes Trägerfrequenzsystem, wie es beispielsweise für Postzwecke verwendet wird. Durch die Mischung beider Signale wird in das bestehende Trägerfrequenzsystem eingegriffen, so daß die Gefahr einer Verschlechterung der Übertragung des Freqjenzmultiplexsignals besteht. Im Hinblick auf die Verhältnisse im Postnetz steht der Wunsch nach einem Übertragungsverfahren für die zusätzliche Übertragung von Zeitmultiplexsignalen, bei dem in die bestehende Übertragung von Frequenzmultiplexsignalen nicht eingegriffen wird.

Empfangsseitig ist be· dem bekannten Verfahren "or der Regenerierung der Signale in den Zwischenstellen oder den Endstellen eine DeTiodulationseinrichtung erforderlich, mit der das übertragene Signal entweder in die Basislage oder in eine Zwischenlage umgesetzt wird. In den Zwischenregeneratoren ist deshalb im Anschluß an die Regenerierung der Signale eine erneute Umsetzung der regenerierten Signale mit anschließender Bandbegrenzung erforderlich. Es ist zwar inzwischen auch bekannt, die Umsetzung in die Basislage oder eine Zwischenlage vor der Regenerierung von digitalen Signalen zu umgehen, dann ist aber ebenfalls ein Modulationsschritt erforderlich, durch den das

sendeseitig unterdrückte Seitenband wiedergewonnen wird. Auch bei diesem Verfahren ist die sendeseitige Bandbegrenzung sowie die phasenrichtige Trägerableitung auf der Empfangsseite und die Demodulation mit einem erheblichen technischen Aufwand verbunden. Dieser technische Aufwand ist dann nicht gerechtfertigt, wenn die zusätzlich zu übertragenden digitalen Signale die sprachfrequenten oder trägerfrequenten analogen Signale nur in relativ geringem Maße aber doch so stark frequenzmäßig überlappen, daß eine einfache Unterdrückung des überlappenden Teils des digitalen Signals nicht möglich ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, für diesen Fall der geringen frequenzmäßigen Überlappung ein wenig aufwendiges Nachrichtenübertragungsverfahren zu finden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Trägersohwingung eine Frequenz vom Ein- oder Mehrfachen der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals aufweist, daß durch die Modulation zunächst ein trägerfrequentes digitales Signal mit einem um das Ein- oder Vielfache der halben Bitfolgefrequenz verschobenen Hauptenergiebereich und einem frequenzmäßig unterhalb des Hauptenergiebereichs liegenden weiteren Energiebereich erzeugt wird, daß der untere Er.ergiebereich des Zeitmultiplexsignals sich teilweise mit dem Frequenzbereich des Frequenzmultiplexsignals überlappt, daß dieser überlappende Teil im Zeitmultiplexsignal unterdrückt wird und daß sowohl Frequenz als auch Phase der Trägerschwingung in Abhängigkeit von der Größe des überlappenden Teils so gewählt werden, daß ein vorgegebenes Maß an Impulsüberlagerung nicht überschritten wird. Die Erfindung beruht dabei darauf, daß das Modulationsergebnis eines pseudoternären Signals mit einer Trägerschwingung, deren Frequenz gleich der halben Bitfolgefrequenz oder deren Vielfachen des digitalen Signals ist, bei einer bestimmten Phasenbeziehung zwischen digitalem Signal und Trägerschwingung stets wieder ein pseudoternäres digitales Signal ist. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß das entstandene Signal direkt regenerierbar ist.

Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dadurch, daß zur gemeinsamen Übertragung des Frequenzmultiplexsignak eines als ΖΊ2 bekannten Trägerfrequenz-Getrenntlagesystems mit zwölf Sprachkanälen und des Zeitmultiplexsignals eines als PCM30 bekannten digitalen PCM-Systems mit dreißig Sprachkanälen eine Trägerscnwingung mit einer Frequenz gleich dem Einfachen der halben Bitfolgefre· quenz des digitalen Signals verwendet wird und die Energieanteile des trägerfrequenten digitalen Signals im Frequenzbereich unterha/b des 0,1 fachen der Bitfolgefrequenz unterdrückt werden. Die Bemessung der Sperrdämfyfung für den überlappenden Teil des digitalen Signals erfolgt dabei insbesondere unter Beachtung der in diesem Bereich auftretenden Spektrallinien. Eine Absenkung der in den Ti ägerfrequenzbereich entfallenden Spektralanteile eines nicht umgesetzten digitalen Signal.; bis zu solchen Pegelwerten, die eine gemeinsame Übertragung des Z12-Sytems und des PCM30-Systems gestatten würde, führt im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Verfahren zu unzulässig hohen Intersymbolstörungen im Digitalsignal.

Eine wegen des geringen Aufwandes bevorzugte Variante der vorstehend geschilderten Verfahren ergibt sich dadurch, daß die Regeneration der trägerfrequenten digitalen Signale im Anschluß an eine Entzerrung in der Übertragungslage und mit einer Taktfrequenz entsprechend der doppelten Bitfolgefrequenz der

digitalen Signale erfolgt

Eine zweckmäßige A lordnung zur Durchführung der vorstehend geschilderten Verfahren ergibt sich dadurch, daß die untere Übertragungsgrenze eines ausgangsseitig angeordneten Sendeubertragers der unteren Bandgrenze des bandbegrenzten trägerfrequenten digitalen Signals entspricht.

Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert werden.

In der Zeichnung sind mit I und III die Endstellen eines digitalen Nachrichtensystems bezeichnet, das zur zusätzlichen Übertragung des Zeitmultiplexsignals eines als PCM30 bekannten digitalen PCM-Systems mit dreißig Sprachkanälen zu dem Frequenzmultiplexsignal eines als Z12-bekannten Trägerfrequenz-Getrenntlagesystems mit zwölf Sprachkanälen über eine gemeinsame Kabelstrecke dient.

Zwischen den beiden Endstellen i und IH ist ein im Übertragungsweg angeordneter Zwischenregenerator II dargestellt.

Die sendende Endstelle I empfang: Jas Zeitmultiplexsignal 5 und gegebenenfalls das Taiuf'gnai über die Schnittstellenanordnung 1, die das Signal 5 unmittelbar an den Signaleingang eines Modulators 5 abgibt, dessen Trägereingang außerdem die von der Schnittstellenanordnung 1 abgegebene und in einem Frequenzteiler !2 im Verhältnis 2:1 geteilte Trägerschwingung '/s/V erhält. Mit dem Ausgang des Modulators 5 ist ein als Sendeübertrager verwendeter Hochfrequenztransformator verbunden, dessen untere Übe.iragungsgrenze der unteren Bandgrenze des bandbegrenzten trägerfrequenten digitalen Signals entspricht. Die Endstellenanordnung I dient im vorliegenden Fall zur Aussendung des Zeitmultiplexsignals des Systems PCM30. Das Zeitmultiplexsigna! dieses Systems PCM30 hat im HDB3-Code im Frequenzbereich des obersten Trägerfiequenzkanals des Trägerfrequenzsystems Z12 einen Sendepegel von —26 dBm für Pseudozufallsfolgen und außerdem einen Pegel von bis zu —7 dB:;i bei bestimmten periodischen Impulsfolgen. Die maximale Felddämpfung des PCM-Systems beträgt 4OdB bei 1 MHz, während die maximale Felddämpfung des im Frequenzbereich von 6 bis 108 kHz ausgesendeten Trägerfrequenzsystems Z 12 bei 108 kHz 74 dB beträgt. Durch die Umsetzung mit der Trägerschwingung '/2 /Y ergibt sich neben dem Hauptenergiebereich 0,5 < Ω < 1,5 Ω ein unterer Energiebereich, dessen Spektralanteile im Bereich χ < Ω < 0,5 übertragen werden, wobei χ < 0,1 Λ-und Ω =-4-beträgt und //-die

Bitfolgefrequenz des digitalen Signals ist. Die Ausgangsanschlüsse des Sendeübertragers 7 sind in bekannter Weise gegebenenfalls über Fernspeisungsweichen mit dem Kabel verbunden, über das auch das Frequenzmultiplexsignal des Trägerfrequenzsystems Z12 übertragen wird. In bestimmten Abständen sind in diesem Kabel Zwischenverstärkerstellen eingerichtet, die jeweils einen Zwischenregenerator Il für das Zeitmultiplexsignal enthalten.

Der Zwischenr,generator Il enthält nacheinander in den Signa'.weg geschaltet einen Entzerrer 9, einen Rengenerator 2 und einen Hochpaß 8. Der Entzerrer 9 dient zur Entzerrung des Übertragungsbar.des. er ist zur Verarbeitung des Frequenzbereichs χ < Ω < 1.5 eingerichtet. An den Entzerrer 9 schließt sich der Regenerator 2 an, der i,i bekannter Weise einen Amplitudenentscheider, einen Zeitentscheider und außerdem eine Takterzeugung enthält. Als Taktschwin-

gung für den Takfeiilscheider ck-s Regenerators wird eine Schwingung mit der Frequenz Ω ι = 2. im vorliegenden Falle also mit einer Wiederholfrequenz von 4,096 MHz verwendet. Mit dieser Taktfrequenz kann die Regeneration der übertragenen Signale in der Übertragungslage erfolgen, nach der Regeneration ist deshalb keine neue Frequenzumsetzung erforderlich. Da aber nach der Regeneration auch das untere Seitenband vollständig vorhanden ist, ist eine erneute Bandbegrenzung im Bereich χ < Ω < 0,5 mit χ < 0,1 fi erforderlich. Diese Bandbegrenzung erfolgt durch den Hochpaß 8. es handelt sich auch hier, wie in der Endstelle I um einen entsprechend ausgelegten Sendeübertrager.

Nach weiterer Übertragung gelangen die tragerfrequenten digitalen Signale schließlich zur Endstelle IM. die eingangsseitig einen Entzerrer 91, einen mit diesem verbundenen Regenerator 21, einen Umcodierer 10 und r-inp 7wpitp Schnittstellenanordnung 11 enthält Dnrrh die an den Umcodierer 10 angeschlossene Schnittstellenanordnung 11 wird das Zeitmultiplexsignal in die gewünschte Form und den gewünschten Code gebracht und abgegeben. Der Entzerrer 91 und der Regenerator 21 entsprechen den Baugruppen des Zwischenregtnerators II; der an dem Regenerator angeschlossene Umcodierer 10 in Form eines ODER-Gatters dient zur Umwandlung des pseudoternären Übertragungssignals in ein Basisbandsignal, das zur weiteren Signalverarbeitung zur Verfügung steht.

Zusammenfassung

Nachrichtenübertragung* verfahren
für triigerfrequente analoge und digitale Signale

■, Die Erfindung betrifft ei« Verfahren zur paralleler nichtüberlappendcn Übertragung eines analogen Ire quenzmiiltiplcxsignals und eines digitalen Zeitmultiplex signals über cm gemeinsames I.eiterpaar oder übe getrennte Leiterpaare eines gemeinsamen Kabels. Bc

id einer geringen frequenzmäßigen Überlappung de Frequenzmultiplexsignals und des Zeitmultiplexsignal ist es nicht gerechtfertig, den hohen Aufwam hinsichtlich trägerfrequenzmäßiger Umsetzung um Regenerierung der digitalen Signale zu treiben, der be

ι, einer frequenzmäßigen Verschiebung des Hauptener giebereichs des digitalen Signals um die halbi Bitfolgefrequenz und Übertragung des Hauptenergie bereichs notwendig ist. Es wird deshalb das digital· Signal mit einer Trägerschwingung, deren Frequen;

?n dem Ein- und Mehrfachen der halben Bitfolgefrequen, des digitalen Signals entspricht, moduliert und sowoh Hauptenergiebereich als auch unterer Energiebereiol übertragen. Die Frequenz und Phase der Trägerschwin gung werden in Abhängigkeit von dem enipfangsseitij

·, auftretenden Maß der Impulsüberlagerung bestimmt Das erfindungsgemäße Verfahren wird zur gemeinsa men Übertragung eines als Z12 bekannten Trägerfre quenz-Ge'-enntlagesystems und eines als PCM3( bekannten digitalen PCM-Systems verwendet (Fi g. 1).

llicr/u 1 Hhitt

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur parallelen Übertragung eines Frequenzmultiplexsignals eines analogen Trägerfrequenzsystems und eines Zeitmultiplexsignals eines digitalen Zeitmultiplexsignals eines digitalen Zeitmultiplexsystems über ein gemeinsames Leiterpaar oder über getrennte Leiterpaare eines gemeinsamen Kabels, bei dem die digitalen Signale mit einer Trägerschwingung moduliert werden, deren Impulse um 90° oder ganzzahlige Vielfache von 90° gegenüber den Impulsen des digitalen Signals verschoben sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschwingung eine Frequenz vom Ein- oder Mehrfachen der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals aufweist, daß durch die Modulation zunächst ein trägerfrequentes digitales Signal mit einem um das Ein- oder Vielfache der halben Bitfolgefrequenz verschobenen Hauptenergiebereich ui>G einem frequenzmäßig unterhalb des Häuptenergiebereiehs liegenden weiteren Energiebereich erzeugt wird, daß der untere Energiebereich des Zeitmultiplexsignals sich teilweise mit dem Frequenzbereich des Frequenzmultiplexsignals überlappt, daß dieser überlappende Teil im Zeicmultiplexsignal unterdrückt wird und daß sowohl Frequenz als auch Phase der Trägerschwingung in Abhängigkeit von der Größe des überlappenden Teils so gewählt werden, daß ein vorgegebenes Maß an Impulsüberlagerung nicht überschritten wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur gemeinsamen Übertragung des Frequenzmultiplexsignals eines als Z12 bekannten Trägerfrequenz-Getrenntlagesystems mit zwölf Sprachkanälen und des Zeitmuitiplexsignals eines als PCMiQ bekannten digitalen PCM-Systems mit drei3ig Sprachkanälen eine Trägerschwingung mit einer Frequenz gleich dem Einfachen der halben Bitfolgefrequenz des digitalen Signals verwendet wird, und die Energieanteile des trägerfrequenten digitalen Signals im Frequenzbereich unterhalb des 0,1 fachen der Bitfolgefrequenz unterdrückt werden.

3. Verfahren nach Patentansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeneration der trägerfrequenten digitalen Signale im Anschluß an eine Entzerrung in der Übertragungslage und mit einer Taktfrequenz entsprechend der doppelten Bitfolgefrequenz der digitalen Sigale erfolgt.

4. Anordnung zur Durchführung der Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Übertragungsgrenze eines ausgangsseitig angeordneten Sendeübertragers der unteren Bandgrenze des bandbegrenzten trägerfrequenten digitalen Signals entspricht