DE2905080A1 - DIGITAL TIME MULTIPLEX MESSAGE TRANSMISSION SYSTEM WITH SINGLE CHANNEL ENCODING / DECODING - Google Patents
DIGITAL TIME MULTIPLEX MESSAGE TRANSMISSION SYSTEM WITH SINGLE CHANNEL ENCODING / DECODINGInfo
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Description
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M.J.Gingell-14M.J. Gingell-14
Digitales Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem mit Einzelkanal-Kodierung/DekodierungTime division multiplexed digital communication system with single channel coding / decoding
Die Erfindung betrifft ein digitales Nachrichtenübertragungssystem zur Zeitmultiplex-Ubertragung einer Vielzahl von Nachrichtenkanälen, bei dem serielle n-Bit-Wörter übertragen werden, die jeweils einen Nachrichtenkanal darstellen.The invention relates to a digital communication system for time-division multiplex transmission of a large number of communication channels, in which serial n-bit words are transmitted each representing a message channel.
Ein derartiges übertragungssystem ist z.B. bekannt aus:Such a transmission system is known, for example, from:
Burkhardt, R., Halbach, W. und Neth, A.: PCM 30, ein Pulscodemodulationssystem für die Deutsche Bundespost. "Der Ingenieur der Deutschen Bundespost", 1977, Heft "2,"S.49-53, Heft 3, So86-89 und Heft 4, S. 126 bis 131. Bei diesem und anderen bekannten Übertragungssystemen, bei denen eine Vielzahl von analogen Eingangssignalen in digitale Signale umgesetzt werden, ist für jeden Eingangskanal ein eigenes analoges LC- oder aktives Filter notwendig, um die Eingangssignale vor ihrer digitalen Kodierung einer Bandpaßbegrenzung zu unterwerfen- Insbesondere müssen die Kanal-Schalteinheiten in den Fernsprech-Ortsverraittlungsstellen und Zentralver™ mittlungsstellen eine Signalübertragung hoher Qualität und einen konstanten Signalpegel für jeden übertragenen Ruf gewährleisten, gleichgültig welcher Schaltweg für den Ruf vorliegt. Dazu müssen die Kabeldämpfung und die Verluste in den Kanalschalteinheiten kompensiert werden, um die Signalqualität einzuhalten. Die bekannten Systeme haben analoge Filter für jeden Kanal und sind sowohl teuer als auch uneinheitlich hinsichtlich der Ausgangssignale. Bei modernen Burkhardt, R., Halbach, W. and Neth, A .: PCM 30, a pulse code modulation system for the Deutsche Bundespost. "Der Ingenieur der Deutsche Bundespost", 1977, booklet "2," p.49-53, booklet 3, So86-89 and booklet 4, pages 126 to 131. In this and other known transmission systems in which a large number of analog Input signals are converted into digital signals, a separate analog LC or active filter is necessary for each input channel in order to subject the input signals to a bandpass limitation before they are digitally encoded ensure high quality and a constant signal level for each transmitted call, regardless of the switching path for the call. To do this, the cable attenuation and the losses in the channel switching units must be compensated in order to maintain the signal quality. The known systems have analog filters for each channel and are both expensive and inconsistent in terms of output signals. With modern
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Fernsprech-Ubertragungseinrichtungen werden die ankommenden analogen Sprachsignale in einem Bandpaß gefiltert, und entsprechend einer komprimierten Kennlinie in PCM-Signale umgesetzt und darauf über die übertragungsleitung ausgesendet. Empfangsseitig werden die komprimierten PCM-Signale expandiert und in die analogen Sprachsignale zurück umgesetzt. Die Multiplexbildung und die Multiplexauflösung der Kanäle bei diesen Systemen verlangt, daß für jeden Kanal diese Filter vorhanden sind.Telephone transmission equipment is the incoming one analog voice signals are filtered in a bandpass filter, and in accordance with a compressed characteristic curve in PCM signals implemented and then sent out via the transmission line. The compressed PCM signals are received at the receiving end expanded and converted back into the analog voice signals. The multiplex formation and the multiplex resolution of the channels in these systems requires that these filters be present for each channel.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf irgendeine besondere Art der digitalen Kodierung beschränkt. Es ist ein spezielles Ausführungsbeispiel angegeben, bei dem die Signale, deren Pegel geregelt wird, linear kodierte PCM-Signale (LPCM) sind, die von analogen Eingangssignalen, abgeleitet werden, die zunächst pulsdichtemoduliert werden (PDM) und dann von der Pulsdichtemodulation (PDM) in die linear kodierten PCM-Signale (LPCM) umgesetzt werden.The present invention is not limited to any particular type of digital coding. It's a special one Embodiment specified in which the signals whose level is regulated are linearly coded PCM signals (LPCM), derived from analog input signals, which are first pulse density modulated (PDM) and then from the Pulse density modulation (PDM) can be converted into the linearly coded PCM signals (LPCM).
Ein PDM-Signal besteht aus einem Kode, bei dem die augenblickliche Amplitude eines analogen Signals durch das Verhältnis der logischen Einsen und Nullen eines binären Signals dargestellt wird, derart, daß die durchschnittliche Anzahl von Impulsen in einer bestimmten Periode proportional zu der Amplitude des kodierten analogen Signals ist. Ein Analog-Digital-Wandler, der die Pulsdichtemodulation (PDM) anwendet, ist in der GB-PS 1 450 989 beschrieben. Ein PDM-Signal wird durch Abtasten eines Eingangssignals in regelmäßigen Zeitabständen und durch Quantisieren der Abtastwerte in diskrete Stufen und Erzeugung eines Kodemusters einer Reihe von Impulsen abgeleitet. Eine Anordnung zur Kodeumsetzung,A PDM signal consists of a code that shows the current Amplitude of an analog signal by the ratio of the logical ones and zeros of a binary Signal is represented in such a way that the average number of pulses in a given period is proportional to the amplitude of the encoded analog signal. An analog-to-digital converter that uses pulse density modulation (PDM) uses is described in GB-PS 1,450,989. A PDM signal is generated by sampling an input signal at regular intervals Time intervals and by quantizing the sample values in discrete steps and generating a code pattern a Series of pulses derived. An order for code conversion,
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die ein PDM-Signal in ein PCM-Signal umwandelt, ist in der DE-OS 2 439 712 beschrieben. Dort ist das PCM-Signal linear. Ein linearer PCM-Kode ist einer, bei dem zwischen dem digital kodierten analogen Eingangssignal und dem digitalen Ausgangssignal eine lineare Beziehung besteht. Wenn PCM-Signale über eine übertragungsleitung übertragen werden, werden sie gewöhnlich komprimiert, d.h. nicht linear gemacht, um die Anzahl der übertragenen Signale zu reduzieren und ein wirksames Signal-Geräusch-Verhältnis zu erhalten.which converts a PDM signal into a PCM signal is in in DE-OS 2,439,712. There the PCM signal is linear. A linear PCM code is one in which between there is a linear relationship between the digitally coded analog input signal and the digital output signal. When PCM signals are transmitted over a transmission line are usually compressed, i.e. made non-linear, in order to reduce the number of signals transmitted and maintain an effective signal-to-noise ratio.
In der Fernsprech-Kanal-Schalteinheit ist eine Tiefpaßfilterung notwendig, um zu verhindern, daß Außerbandsignale als Innenband-Modulationsprodukte auftreten infolge des Abtastens, die ansonsten zu unerwünschten Tönen im Fernsprechkanal führen würden. Eine Hochpaßfilterung kann erforderlich sein, um den Einfluß der Stromversorgung im Frequenzbereich 50 oder 60 Hz vor der Umwandlung in die komprimierten PCM-Signale zu reduzieren, um das starke Quantisierungsgeräusch zu vermeiden, das dadurch entsteht, daß das 50 oder 60 Hz-Signal Signalübertritte in die höheren Quantisierungssegmente verursacht. Bei der modernen Fernsprechübertragung ist gewöhnlich ein Standard von 20 dB für die 50 oder 60-Hz-Signalunterdrückung vor der PCM-Komprimierung gefordert, welcher durch eine Hochpaßfilterung erreicht wird.There is low pass filtering in the telephone channel switching unit necessary to prevent out-of-band signals from occurring as in-band modulation products as a result of the Sampling, which would otherwise lead to unwanted sounds in the telephone channel would lead. A high-pass filtering may be necessary to avoid the influence of the power supply in the frequency domain 50 or 60 Hz before converting to the compressed PCM signals in order to avoid the strong quantization noise that results from the fact that the 50 or 60 Hz signal Signal transfers into the higher quantization segments caused. In modern telephony transmission, a standard of 20 dB is commonly used for 50 or 60 Hz signal rejection required before PCM compression, which is achieved by high-pass filtering.
Programmierbare Tiefpaß- und Hochpaß-Digitalfilter sind in US-ps 4 002 989 und US-PS 4 002 988 beschrieben, wogegen ein Signalprozessor mit einem digitalen Filter in der US-PS 4 016 410 beschrieben ist.Programmable low-pass and high-pass digital filters are in US-ps 4,002,989 and U.S. Patent 4,002,988, while a signal processor with a digital filter is disclosed in U.S. Patent No. 4,002,988 4,016,410.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein PCM-Ubertragungssystem anzugeben, das die genannten Bedingungen erfüllt und dabei die gezeigten Nachteile bekannter Systeme vermeidet.It is the object of the invention to provide a PCM transmission system indicate that meets the conditions mentioned and thereby avoids the disadvantages of known systems shown.
Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Mitteln gelöst. Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved with the means specified in claim 1. Further training results from the Subclaims.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings, for example. Show it:
Fig.1 ein Blockdiagramm des sendeseitigen Teils des erfindungsgemäßen PCM-Systems, bei dem eine Vielzahl von analogen Nachrichtenkanälen in einem LPCM-Kode zu einem Multiplexsignal zur Komprimierung und übertragung über eine Fernsprechübertragungsleitung zusammengefaßt wird,1 shows a block diagram of the transmission-side part of the PCM system according to the invention, in which a Multiple analog communication channels in an LPCM code to form a multiplex signal Compression and transmission over a telephone transmission line is summarized,
Fig.2 ein Blockschaltbild des empfangsseitigen Teils des erfindungsgemäßen PCM-Übertragungssystems,2 shows a block diagram of the part on the receiving side the PCM transmission system according to the invention,
Fig.3 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines digitalen Pegelreglers gemäß der Erfindung,3 shows a simplified block diagram of a digital Level regulator according to the invention,
Fig.4 ein Blockschaltbild des im Zusammenhang mit den Fig.1 und 3 beschriebenen digitalen Pegelreglers und4 shows a block diagram of the in connection with the Fig.1 and 3 described digital level regulator and
Fig.5 ein Blockschaltbild des im Zusammenhang mit den5 is a block diagram of the in connection with the
Figuren 2 und 3 beschriebenen digitalen Pegelreglers.Figures 2 and 3 described digital level controller.
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In Pig.1 ist ein Sendekanal einer Kanal-Schalteinheit eines Fernsprechsystems mit einer Vielzahl von Kanälen dargestellt. Jedoch ist die Erfindung auch auf Nachrichtenübertragungssysteme im allgemeinen anwendbar und in besonderem auf solche Systeme mit im Zeitmultiplex zusammengefaßten Datenkanälen. Analoge Signale, die auf der Teilnehmerleitung 12 ankommen, werden über einen übertrager an einen Pulsdichtemodulator 10 angekoppelt. Diese Signale sind analoge Sprachsignale mit einem Signalpegel, der von den Eigenschaften der übertragungsleitung, wie zuvor beschrieben, bestimmt ist. Der Pulsdichtemodulator 10. ist in seinen Einzelheiten in der bereits genannten GB-PS 1 450 989 beschrieben und setzt die auf einem von 24 Kanälen ankommenden analogen Signale in einen PDM-Datenstrom mit einer Geschwindigkeit von 4,032 M Bits/s um. Die Verwendung der Pulsdichtemodulation ist nur als Beispiel angegeben, da auch andere lineare digitale Modulationstechniken, wie z.B. die Deltamodulation, angewendet werden können. Der zu einem der Wachrichtenkanäle gehörende PDM-Kode wird über eine Leitung 15 einem Wandler 14 zur Umwandlung von PDM-in LPCM zugeführt, der in"seinen Einzelheiten in der bereits erwähnten DE-OS 2 439 712 beschrieben ist. Der PDM-LPCM-Wandler enthält ein digitales Filter, welches das hochfrequente Geräusch unterdrückt und ein gefiltertes Signal liefert, das abgetastet wird, um jede m-te Gruppe von η-Impulsen auszuwählen- Somit setzt der Wandler 14 den PDM-Datenstrom von 4,032 M Bits/s in ein linear kodiertes PCM-Signal von 32 kw/s (kw = kilowort.) von jeweils 14 Bit-Wörtern tan. Dieses Signal auf der Leitung 16 wird mit einer Vielzahl von anderen Kanälen von anderen PDM-LPCM-Wandlern (insgesamt beispielsweise 6) im Zeitmultiplex zusammengefaßt, so daß ein Multiplex-LPCM-Kode auf der-Leitung 18 erscheint,In Pig.1, a transmission channel is a channel switching unit Telephone system shown with a variety of channels. However, the invention is also applicable to communication systems in general, and in particular to such systems with time-division multiplexed data channels. Analog signals that are on the subscriber line 12 arrive, via a transmitter to a pulse density modulator 10 coupled. These signals are analog voice signals with a signal level that depends on the properties the transmission line, as previously described, is determined. The pulse density modulator 10 is described in detail in the aforementioned GB-PS 1 450 989 and sets the analog signals arriving on one of 24 channels into a PDM data stream at a speed of 4.032M Bits / s around. The use of pulse density modulation is only given as an example, since other linear digital ones are also used Modulation techniques such as delta modulation can be used. The one belonging to one of the news channels PDM code is sent to a converter 14 via a line 15 Conversion from PDM to LPCM supplied in "its details." is described in DE-OS 2,439,712 mentioned above. The PDM-LPCM converter contains a digital filter, which suppresses the high frequency noise and provides a filtered signal that is sampled around every mth group of η-pulses- Thus the converter sets 14 the PDM data stream of 4.032 M bits / s into a linearly coded PCM signal of 32 kw / s (kw = kiloword.) of 14 bit words each tan. This signal on line 16 is with a Variety of other channels from other PDM-LPCM converters (a total of 6, for example) combined in time division multiplex, so that a multiplex LPCM code appears on line 18,
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der einem digitalen Multiplizierer 20 zugeführt wird. Dieser enthält ein digitales Tiefpaßfilter und eine Schieberegisterschaltung und wird im Zeitmultiplex mit drei anderen entsprechenden digitalen Multiplizierern an die Leitung 22 an den Multiplextoren 24 angeschaltet. Der LPCM-Kode auf der Leitung 22, der ein Zeitmultiplexsignal von 24 Kanälen ist, wird im Zeitmultiplex von einer Hochpaß- und Pegelregelungsschaltung 28 weiterverarbeitet.which is fed to a digital multiplier 20. This contains a digital low-pass filter and a Shift register circuit and is time division multiplexed with three other corresponding digital multipliers connected to the line 22 at the multiplex gates 24. The LPCM code on line 22 which is a time division multiplexed signal of 24 channels is processed further in time division multiplex by a high-pass and level control circuit 28.
Der digitale Multiplizierer 20 ist eingehend in der DE-OS 2 636 028 beschrieben. Im allgemeinen empfängt der Multiplizierer 20 eine Vielzahl von digitalen Kodegruppen, deren Gesamtbitanzahl der Periode eines seriellen Datenwortes entspricht. Der Satz von seriellen Datenwörtern, die mit einer vorgegebenen Taktfrequenz eingegeben werden, wird darauf parallel, d.h. gleichzeitig mit einem entsprehenden Satz von festen Koeffizienten multipliziert. Die gewichteten parallelen n-Bit-Kodes werden darauf addiert, um ein Ausgangssignal mit 32 kw/s zu erhalten, wobei jedes Wort 21 Bits aufweist. Das Ausgangssignal hat die gleiche Taktfrequenz wie das Eingangssignal.The digital multiplier 20 is described in detail in DE-OS 2,636,028. In general, the multiplier receives 20 a multiplicity of digital code groups, the total number of bits of which corresponds to the period of a serial data word is equivalent to. The set of serial data words entered at a given clock frequency is then multiplied in parallel, i.e. simultaneously with a corresponding set of fixed coefficients. The weighted parallels n-bit codes are then added to give an output of 32 kw / s, with each word 21 bits having. The output signal has the same clock frequency as the input signal.
Nach der Zusammenfassung dieses Signals mit drei weiteren Multiplexsignalen im Multiplextor 24 erscheint auf der Leitung 22 ein LPCM-Datenstrom mit 8 kw/s (8000 Wörter pro Sekunde von 21-Bit-Wörtern). Dieser Datenstrom durchläuft darauf einen Hochpaß und einen digitalen Pegelregler, die in einer kombinierten Schaltung 28 zusammengefaßt sind. Selbstverständlich können die Hochpaßfilter- und die Pegelregler-Funktion auch voneinander getrennt werden. Die Schaltung 28 ist ein digitaler Multiplizierer und eine Filteranordnung ähnlich der des Multiplizierers 20, mit dem Unterschied,After combining this signal with three other multiplex signals in the multiplex gate 24 appears on the Line 22 is an LPCM data stream at 8 kw / s (8000 words per second of 21-bit words). This data stream goes through then a high-pass filter and a digital level regulator, which are combined in a combined circuit 28. Of course, the high-pass filter and level control functions can also be separated from each other. The circuit 28 is a digital multiplier and filter arrangement similar to that of the multiplier 20, with the difference
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daß anstatt eine:Matrix von festen Koeffizienten, mit der die ankommenden Kodegruppen wie im Multiplizierer 20 multipliziert werden, die Koeffizientenmatrix nun variabel ist und entweder von einem Speicher oder einer anderen Datenquelle bereitgestellt wird. Diese können von der Hochpaß- und Pegelreglerschaltung 28 abgesetzt und mit ihr über eine Leitung 26 verbunden sein. Die Hochpaßfilterung bewirkt eine Unterdrückung der 50- oder 60 Hz-Komponente für alle 24 Kanäle. Eine Gruppenlaufzeitentzerrung kann auch durchgeführt werden. Die Koeffizienten für die Pegelregelung werden im gezeigten Ausführungsbeispiel in einem Festwertspeicher gespeichert und zur selektiven Dämpfung und/oder Verstärkung der digital kodierten 21 Bit-Wörter verwendet, um eine systemweite Steuerung des Übertragungspegels individuell für jede Verbindung zu erhalten, wie dies zum Anschluß an ein Fernsprechnetz notwendig ist. Wie in Fig.4 gezeigt, ist die Pegelregelung ein Bestandteil des Hochpaßfilters. Die Zeitsteuerungssignale, die Synchronisiersignale und das Taktsignal mit 4,032 MHz erzeugt auf bekannte Weise eine Zeitsteuerungsschaltung 30 auf ihren Ausgangsleitungen 32, 34 und 36 gemeinsam für alle Kanäle. Die digital gefilterten und pegelgeregelten linearen PCM-Signale gelangen über die Leitung 38 auf einen Kompressor 40, der die linearen PCM-Signale in bekannter Weise in komprimierte PCM-Signale umsetzt, um die Anzahl der zu übertragenden Daten zu reduzieren. Dazu leitet er von den 21 Bit-PCM-Signalen beispielsweise nach der CCITT-Standard-Α-Kennlinie komprimierte PCM-Signale mit 8 Bits ab, die mit einer Geschwindigkeit von 1,54 MHz über eine übertragungsleitung 42 ausgesendet werden. Ein geeignetes Kompressionsgesetz ist in der CCITT-Empfehlung G711, Green Book Vol. 3, 1972 beschrieben.that instead of a: matrix of fixed coefficients, with the incoming code groups as in the multiplier 20 are multiplied, the coefficient matrix is now variable and either from a memory or another Data source is provided. These can be separated from the high-pass and level control circuit 28 and with be connected to it via a line 26. The high-pass filtering suppresses the 50 or 60 Hz component for all 24 channels. Group delay equalization can also be performed. The coefficients for level control are stored in a read-only memory in the exemplary embodiment shown and used for selective attenuation and / or amplification of the digitally encoded 21 bit words used to create a system-wide Control of the transmission level is obtained individually for each connection, as is the case for connection to a telephone network necessary is. As shown in Figure 4, the level control is a component of the high-pass filter. the Timing signals, the synchronizing signals and the 4.032 MHz clock signal are generated in a known manner Timing circuit 30 on their output lines 32, 34 and 36 common to all channels. The digitally filtered and level-regulated linear PCM signals pass via line 38 to a compressor 40, which the linear PCM signals converted in a known manner into compressed PCM signals in order to reduce the number of data to be transmitted. To do this, it conducts the 21-bit PCM signals, for example PCM signals compressed according to the CCITT standard Α characteristic with 8 bits, which are transmitted over a transmission line 42 at a speed of 1.54 MHz. A suitable one The compression law is in the CCITT recommendation G711, Green Book Vol. 3, 1972.
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In Fig2 ist nun der empfangsseitige Teil des digitalen Nachrichtenübertragungssystems nach Fig.1 gezeigt. Die auf einer Leitung 42 ankommenden komprimierten PCM-Signale werden bei der Kompandierung nach der Α-Kennlinie von 8 kw/s mit 8 Bits pro Wort in 8 kw/s mit 21 Bits pro Wort in bekannter Weise im Expander 44 umgewandelt und als lineare PCM-Signale übe*r eine Ausgangsleitung 45 einem Pegelregler 46 zur wählbaren Einstellung der Verstärkung und Dämpfung des Signals zugeführt. Die Pegelregelungsschaltung 46 ist ähnlich der Pegelregelungsschaltung 28 auf der Sendeseite, bis auf den Unterschied, daß in diesem Beispiel kein Hochpaß damit verbunden ist. über eine Leitung 48 können die Daten zur Pegelregelung von einem entfernten Datenbus, Prozessor oder Speicher der Pegelregelungsschaltung 46 zugeführt werden. Die PCM-Signale mit 32 kw/s bei 21 Bits pro Wort auf der Leitung 50 werden in den Demultiplextoren 52 auf vier Leitungen aufgeteilt, von denen jede ein Multiplexsignal aus sechs Kanälen mit 32 kw/s bei 21 Bits pro Wort führt und mit einem digitalen Multiplizierer 54 verbunden ist.In Fig. 2 the receiving-side part is now the digital one Message transmission system shown in Figure 1. The compressed PCM signals arriving on line 42 are companded according to the Α-characteristic of 8 kw / s with 8 bits per word in 8 kw / s with 21 bits per word in converted in a known manner in the expander 44 and converted as linear PCM signals via an output line 45 to a level controller 46 for the selectable setting of the amplification and attenuation of the signal. The level control circuit 46 is similar to the level control circuit 28 on the transmission side, except that in this example there is no high-pass filter associated with it. Via a line 48, the data for level control can be sent from a remote data bus, processor or memories of the level control circuit 46 are supplied. The PCM signals with 32 kw / s at 21 bits per word on the line 50 are in the demultiplexer 52 to four Lines divided, each of which carries a multiplex signal from six channels with 32 kw / s with 21 bits per word and is connected to a digital multiplier 54.
Der digitale Multiplizierer 54 kann den gleichen Aufbau wie der Multiplizierer 20 auf der Sendeseite haben, von dem die ankommenden Datenwörter mit 21 Bits aus den Multiplexkanälen parallel mit einer konstanten Matrix der Wichtungskoeffizienten vom Typ "Addieren und Verschieben" multipliziert werden, so daß ein in einem Tiefpaß gefiltertes Ausgangssignal auf einer Leitung 56 erscheint, welches darauf in einem Demultiplextor 58 in sechs einzelne Kanäle aufgeteilt wird. Jeder der 24 Kanäle ist mit einem eigenen Digital-Analog-Wandler 60 verbunden, der die linear kodierten PCM-Wörter mit 32 kw/s bei 16 Bits pro Wort, die auf der Leitung 62 erscheinenThe digital multiplier 54 can have the same structure as the multiplier 20 on the transmission side, from that of the incoming data words with 21 bits from the multiplex channels multiplied in parallel with a constant matrix of the weighting coefficients of the "add and shift" type are, so that a low-pass filtered output signal appears on a line 56, which is then in a Demultiplextor 58 is divided into six individual channels. Each of the 24 channels has its own digital-to-analog converter 60 connected to the linear encoded PCM words at 32 kw / s at 16 bits per word appearing on line 62
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in ein analoges Signal umsetzt. Der Digital-Analog-Wandler 60 ist vorzugsweise von dem Typ, bei dem die Abtastgeschwindigkeit der digitalen Eingangssignale erhöht und die Anzahl der Bits pro Abtastwert erniedrigt wird. Ein Digital-Analog-Wandler dieser Art ist in der DE-OS 2 605 724 eingehend beschrieben. Dieser Digital-Analog-Wandler verwendet eine Interpolation zur Dekodierung und wertet eine kleine Anzahl der höchstwertigen Bits der mit der erhöhten Abtastgeschwindigkeit erscheinenden Abtastwerte aus. Wenn somit die Digital-Analog-Wandlung bei einer erhöhten Geschwindigkeit erfolgt, und dabei die niedrigstwertigen Bits als Fehlersignal zurückgekoppelt und gefiltert werden, erhält man eine genaue Digital-Analog-Wandlung» Vor der Umwandlung in ein Analogsignal, wird ein PDM Signal abgeleitet, das eine mittlere Dichte hat, die dem durch die LPCM-Kodegruppen dargestellten Analogsignal proportional ist» Dieses LPCM Signal kann eine Bitgeschwindigkeit von 4,032 M Bits/s haben« Die LPCM-Kodegruppen werden interpoliert, quantisiert, in ihrer Bitgeschwindigkeit multipliziert, pulsdichtemoduliert und in einem Tiefpaß gefiltert, so daß auf der Leitung 64 das analoge Signal erscheint* Nach Verstärkung in.einem Verstärker 66-gelangt das analoge Signal über einen übertrager auf die Teilnehmerleitung 68 des zugehörigen Nachrichtenkanals» Die Zeitsteuerung besorgt in der üblichen Weise eine Zeitsteuerungsschaltung 70, die auf der Leitung 72 ein Taktsignal mit 4,32 MHz, auf der Leitung 74 ein Synchronisationssignal und auf den Leitungen 76 und 78 andere damit verknüpfte Zeitsteuerungssignale an die verschiedenen digitalen Schaitkreise abgibt, welche vorzugsweise integrierte Schaltungen der Kategorie LSI und MSI sind, ". - " - .converts it into an analog signal. The digital-to-analog converter 60 is preferably of the type in which the sampling speed of the digital input signals is increased and the number of bits per sample is decreased. A digital-to-analog converter of this type is in the DE-OS 2 605 724 described in detail. This digital-to-analog converter uses interpolation for decoding and evaluates a small number of the most significant bits of the samples appearing with the increased sampling speed. If thus the digital-to-analog conversion takes place at an increased speed, and the least significant bits are fed back as an error signal and are filtered, you get an exact digital-to-analog conversion » Before the conversion into an analog signal, a PDM signal is derived, which has a medium density, the analog signal represented by the LPCM code groups is proportional »This LPCM signal can have a bit rate of 4.032 M bits / s have «The LPCM code groups are interpolated, quantized, multiplied in their bit rate, pulse density modulated and in a low-pass filter filtered so that the analog signal appears on line 64 the analog signal via a transmitter to the subscriber line 68 of the associated communication channel »The time control takes care of a time control circuit in the usual way 70, on line 72 a clock signal with 4.32 MHz, on line 74 a synchronization signal and on lines 76 and 78 other associated timing signals to the various digital circuits outputs, which are preferably integrated circuits of the LSI and MSI category, ". -" -.
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Die Fig.3 zeigt ein vereinfachtes Blockdiagrairan des Pegelregelungsteils der kombinierten Hochpaß- und Pegelregelungsschaltung 28, die im Zusammenhang mit Fig.1 beschrieben wurde. Der Multiplexer 80 faßt irgendeine beliebige Anzahl von Eingangskanälen, die nur durch die maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit der vorliegenden Technologie beschränkt ist, zu einem Zeitmultiplexsignal zusammen. Entsprechend wird die digitale Pegelregelungsschaltung 82, an die über die Leitung 84 das Zeitmultiplexsignal in Form von LPCM-Wörtern gelangt, im Zeitmultiplex verwendet. Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist dies ein Signal mit 8 kw/s mit jeweils 21 Bits pro Wort multipliziert mit der Anzahl der Kanäle, nämlich mit 24. Die Kanäle werden seriell verarbeitet, wobei jeder der Reihe nach mit seinem Verstärkungsfaktor multipliziert wird.3 shows a simplified block diagram of the Level control part of the combined high-pass and level control circuit 28, which in connection with Fig.1 has been described. The multiplexer 80 holds any number of input channels that are only passed through the maximum processing speed of the present technology is limited to a time division multiplexed signal together. Accordingly, the digital level control circuit 82, to which the time division multiplex signal via the line 84 in the form of LPCM words, used in time division multiplex. This is the case in the exemplary embodiment described a signal with 8 kw / s with 21 bits per word multiplied by the number of channels, namely by 24. Die Channels are processed serially, each one in turn multiplied by its gain factor.
Die Wörter mit je 21 Bits werden mit Koeffizienten multipliziert, die ihnen kanalweise zugeordnet sind, entweder durch eine vorgegebene Schaltung, oder durch eine Programmierung. Jeder Koeffizient erscheint dabei der Reihe nach in paralleler Form auf Ausgangsleitungen 1 bis M eines Speichers 86, der ein Festwertspeicher, ein Schreib/Lese-Speicher, ein programmierbarer Festwertspeicher oder ein anderer Speicher ist, der einen Steuereingang 88 hat, mit Hilfe dessen eine externe Steuerung der Verstärkungsfaktoren möglich ist.The words with 21 bits each are multiplied by coefficients assigned to them on a channel-by-channel basis, either by a predetermined circuit, or by programming. Each coefficient appears one after the other in parallel Form on output lines 1 to M of a memory 86 which a read-only memory, a read / write memory, a programmable read-only memory or another memory is, which has a control input 88, with the aid of which an external control of the gain factors is possible.
Im gezeigten Beispiel ist M gleich elf, d.h. der Verstärkungsfaktor oder Koeffizient hat 11 Bits. Somit verändert die Pegelregelung im 21x13 Bit-Multiplizierer 11 von 13 Bits des Koeffizienten entsprechend von außen zugeführten oder gespeicherten Steuerungsdaten, um vor der Kompression eine Pegeländerung von 0 db bis 3 db zu bewirken. DerIn the example shown, M is equal to eleven, i.e. the gain factor or coefficient has 11 bits. Thus, the level control in the 21x13 bit multiplier changes 11 from 13 Bits of the coefficient corresponding to externally supplied or stored control data in order before the compression to cause a level change from 0 db to 3 db. Of the
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Multiplextakt und Abtastimpulse erscheinen auf Leitungen 90 und 92.Multiplex clock and sampling pulses appear on lines 90 and 92.
In Fig.4 ist ein Blockschaltbild der kombinierten digitalen Hochpaß- und Multipliziererschaltung 28 des in Fig.1 gezeigten Sendeteils des Übertragungssystems dargestellt.In Fig.4 is a block diagram of the combined digital High-pass and multiplier circuit 28 of the transmission part of the transmission system shown in FIG.
Digitale Signale mit einer Geschwindigkeit von 8 kw/s bei 21 Bits pro Wort aus 24 Kanälen erscheinen im Zeitmultiplex (4,032 M Bits/s) am Dateneingang 100 eines Multiplizierers 102, der 21 Bits mit 13 Bits multiplizieren kann.Digital signals with a speed of 8 kw / s with 21 bits per word from 24 channels appear in time division multiplex (4.032 M bits / s) at the data input 100 of a multiplier 102 which can multiply 21 bits by 13 bits.
Der Multiplizierer hat drei Eingänge 103, 104 und 105. Die Daten am Eingang 103 werden mit Koeffizienten a0, die am Eingang 104 mit Koeffizienten al und die am Eingang 105 mit Koeffizienten a2 multipliziert. Die Koeffizienten al und a2 sind dabei fest, jedoch ist a0 variabel und wird von einem Festwertspeicher 112 mit 32 Wörtern mit jeweils 11 Bits bereitgestellt. Die an den Festwertspeicher 112 angelegte Adresse bestimmt jeweils den Wert des ausgewählten Koeffizienten a0.The multiplier has three inputs 103, 104 and 105. The data at input 103 are given with coefficients a0, which am Input 104 with coefficients a1 and that at input 105 with coefficients a2. The coefficients al and a2 are fixed, but a0 is variable and is stored in a read-only memory 112 with 32 words each 11 bits provided. The to the read-only memory 112 applied address determines the value of the selected coefficient a0.
Der Multiplizierer berechnet das Ergebnis N0«a0+Ni wobei N1, N2 und N3 die an den Eingängen 103, 104 und 105 erscheinenden seriellen Datenwörter sind. Das am Ausgang erscheinende Resultat wird der Reihe nach zwei hintereinandergeschalteten Schieberegistern 106 und 107 eingegeben, welche jeweils eine Länge von 21 χ 24 Bits (504 Bits) haben. Die Ausgangssignale dieser Schieberegister werden wieder auf den Multiplizierer 102 zurückgeführt. Das Ausgangssignal wird dadurch gebildet, daß zum Ausgangssignal des Multiplizierers am Ausgang 109 das serielle Wort, das gerade das Schieberegister 107 verläßt, addiert und zweimal das Wort subtrahiert wird, welches gerade das SchieberegisterThe multiplier calculates the result N0 «a0 + Ni where N1, N2 and N3 are those at inputs 103, 104 and 105 appearing serial data words are. The result appearing at the output is one after the other two connected one after the other Shift registers 106 and 107 each having a length of 21 × 24 bits (504 bits). The output signals of these shift registers are fed back to the multiplier 102. The output signal is formed by adding to the output signal of the multiplier at output 109 the serial word which is currently exits the shift register 107, adds and subtracts twice the word which is currently the shift register
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verläßt.leaves.
Das somit verwirklichte digitale Filter hat die übertragungsfunktion The digital filter thus realized has the transfer function
G(z) . aO ) >
1-a1z"1-a2Z"2 G (z) . aO) >
1-a 1 z " 1 -a 2 Z" 2
Dabei ist:Where:
Z = e-Iwt = cos wt + j sin wt,Z = e- Iwt = cos wt + j sin wt,
w = 2uf t = 1/fs,w = 2uf t = 1 / fs,
f die Frequenz des Eingangssignals und fs die Abtastfrequenz (8 khz in diesem Falle).f is the frequency of the input signal and fs is the sampling frequency (8 khz in this case).
Bei geeigneter Wahl der Werte von a.. und a? stellt diese Anordnung ein digitales Hochpaßfilter dar, dessen Verstärkung proportional dem Wert von a ist. Da die Daten jedes der 24 Kanäle der Reihe nach den Multiplizierer durchlaufen/ kann für jeden Kanal ein unterschiedlicher Wert von aQ ausWith a suitable choice of the values of a .. and a ? this arrangement represents a digital high-pass filter, the gain of which is proportional to the value of a. Since the data of each of the 24 channels pass through the multiplier in turn / can have a different value of a Q for each channel
beispielsweise einem Schreib/Lesespeicher ausgewählt werden, der 24 Adressen enthält. Der Schreib/Lesespeicher kann durch einen Zähler 111 adressiert werden, der zyklisch synchron mit den dem Multiplizierer durchlaufenden Kanälen von 1 bis 24 zählt.for example, a read / write memory can be selected which contains 24 addresses. The read / write memory can go through a counter 111 can be addressed, which is cyclically synchronous with the channels from 1 to 24 counts.
in Fig.2, die die Sendeseite zeigt, ist ein Pegelregler ohne das Hochpaßfilter hinter den Expander 44 geschaltet.in Fig.2, which shows the transmission side, is a level regulator without the high-pass filter connected after the expander 44.
Der digitale Pegelregler ist eingehender in Fig.5 gezeigt. Die Arbeitsweise ist im wesentlichen die gleiche wie die des Hochpaßfilters nach Fig.4, jedoch ohne die zusätzlichen Eingänge al und a2 und die Schieberegister. Die Daten erscheinen im Zeitmultiplex auf der Eingangsleitung 200 desThe digital level control is shown in more detail in Fig. 5. The mode of operation is essentially the same as that of the high-pass filter according to FIG. 4, but without the additional ones Inputs a1 and a2 and the shift register. The data appear in time division multiplex on the input line 200 of the
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Multiplizierers 101 und werden dort mit dem Koeffizienten aO multipliziert, der durch die in diesem Beispiel von einem Schreib/Lesespeicher 203 gelieferte Adresse aus dem Festwertspeicher 202 ausgewählt wird.Multiplier 101 and are there with the coefficient aO multiplied by the address supplied by a read / write memory 203 in this example the read only memory 202 is selected.
909838/06Ö1909838 / 06Ö1
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7 Stuttgart 30Dipl.-Phys. Leo Thul
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