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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß sendeseitig
eine erste Quasizufallsfolge erzeugt wird und diese ein erstes n-stufiges Signal
bildet, daß durch Phasenverschiebung aus der ersten eine weitere Quasizufallsfolge
gebildet wird, und diese ein zweites n-stufiges Signal bildet, daß anschließend
beide n-stufigen Signale unter Bildung eines Signals mit 2n Amplitudenstufen miteinander
kombiniert werden, daß empfangsseitig das Übertragungssignal in die Aus-
gangssignale
aufgeteilt und diese nach Ausgleich der sendeseitig angewandten Phasenverschiebung
miteinander verglichen werden und daß n22 ist.
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Der besondere Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß es im Empfangsteil keinerlei Synchronisationseinrichtungen benötigt und
dadurch neben dem geringen Aufwand auch die Möglichkeit der Meßverfälschung durch
Synchronisationsstörungen weggefallen ist.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergibt sich dadurch, daß zwei binäre Quasizufallsfolgen gebildet werden und diese
zu einem quaternären Übertragungssignal zusammengefaßt werden.
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Eine weitere zweckmäßige Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
ergibt sich dadurch, daß das quaternäre Übertragungssignal dadurch gebildet wird,
daß bei gleichzeitigem Auftreten des Amplitudenwertes 0 in beiden binären Quasizufallsfolgen
das quaternäre Übertragungssignal den Amplitudenwert A hat, daß bei Auftreten des
Amplitudenwertes 0 in der ersten binären Quasizufallsfolge und des Amplitudenwertes
1 in der zweiten binären Quasizufallsfolge der Amplitudenwert B des quaternären
Signals erzeugt wird, daß bei Auftreten des Amplitudenwertes 1 in der ersten binären
Quasizufallsfolge und des Amplitudenwertes 0 in der zweiten binären Quasizufallsfolge
der Amplitudenwert C des quaternären Übertragungssignals erzeugt wird und daß bei
Auftreten der Amplitudenwerte 1 in beiden binären Quasizufallsfolgen der Amplitudenwert
D des quaternären Übertragungssignals erzeugt wird.
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Fürines Aufbau eines 1EehlerrateninßnIatzesfür ein -PCM-Übertragungssystem
für quaternäre digitale Signale mit sehr hoher Schrittgeschwindigkeit ist nur ein
vergleichsweise geringer Aufwand nötig. Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Fehlerratenmessung
ist dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig zur Erzeugung der weiteren Quasizufallsfolge
die erste Quasizufallsfolge um wenigstens zwei Schritte verschoben wird.
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Die Erfindung soll im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert
werden.
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In der Zeichnung zeigt F i g. 1 die gewählte Codiervorschrift für
das im Ausführungsbeispiel verwendete Übertragungssignal und F i g. 2 einen Fehlerratenmeßplatz
für ein PCM-Übertragungssystem für quaternäre digitale Signale mit einer Schrittgeschwindigkeit
von 565 Mbaud/s.
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Im Ausführungsbeispiel wird das in den Patentansprüchen 1 und 2 geschilderte
Verfahren durchgeführt. Zu diesem Zweck wird die erste Quasizufallsfolge mit einer
Länge von 4 194 303 Bit und einer Bitrate von 565 Mbit/s erzeugt. Durch Verschiebung
um eine Zeit entsprechend der dreifachen Bitdauer wird daraus die zweite Quasizufallsfolge
erzeugt, anschließend erfolgt die Kombination beider binärer Quasizufallsfolgen
zu einem quaternären Signal, das als eigentliches Meßsignal an die zu prüfende Übertragungseinrichtung
abgegeben wird.
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In der F i g. 1 ist das im Ausführungsbeispiel verwendete Codierschema
für die Umsetzung der beiden binären Signale X, Yin ein quaternäres Signal Z dargestellt.
Die einzelnen Amplitudenstufen des quaternären Signals Zsind mit A, B, Cund Dbezeichnet,
wobei der Amplitudenstufe A der Nullpegel der binären Signale X und Y entspricht,
dem quaternären Pegel B entspricht der Nullpegel des ersten binären Signals X und
der Einspegel des zweiten binären Signals Y.
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Entsprechend der Fig. 1 entspricht dem quaternären Pegel Cder binäre
Pegel 1 des ersten binären Signals X und der Pegel 0 des Signals Y. schließlich
wird der quaternäre Pegel D erreicht, wenn die Pegel der beiden binären Signale
X, Yauf dem Wert logisch 1 sind.
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Diese Zuordnungsvorschrift besitzt den Vorteil, daß sie relativ einfach
technisch zu realisieren ist und auch die Rückumwandlung, also die Decodierung recht
einfach ist. Der Nachteil dieser Codierung ist aber der, daß bei einer Störung,
durch die das quaternäre Zeichen von B nach Coder von Cnach B verändert wird, sowohl
im Signal X als auch im Signal Yein Fehler auftritt. In der Praxis ergibt sich,
daß ein Drittel aller Übertragungsfehler derartige Doppelfehler verursachen. Wird
dies nicht bei der Fehlerauswertung berücksichtigt, dann wird eine entsprechend
höhere Fehlerrate festgestellt. Dies ist aber in der Praxis auch nicht kritisch,
da hierdurch nur eine geringfügig verschlechterte Übertragungseinrichtung vorgetäuscht
würde, wesentlich schwerwiegender wären Fehler, durch die die Qualität der Übertragungseinrichtung
besser erscheint als sie ist. Die Möglichkeit des Auftretens von Doppelfehlern ist
in der F i g. 1 zwischen den Stufen B und Cdes quaternären Signals mit Dfangedeutet.
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Wie bereits geschildert, erfolgt die Messung der Fehlerrate so, daß
eine erste Quasizufallsfolge erzeugt wird. die im Ausführungsbeispiel ein zweistufiges,
also binäres Signals bildet. Durch eine Phasenverschiebung um 3 Bit wird aus dieser
eine weitere binäre Quasizufallsfolge erzeugt, und aus beiden Quasizufallsfolgen
das quaternäre Signal. Nach der Übertragung des guaternären Signals erfolgt empfangsseiti~
eine Aufteilung in die beiden Quasizufallsfolgen, die nach Ausgleich der sendeseitig
angewandten Phasenverschiebung miteinunder verglichen werden.
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Bei diesen Messungen wird über die Messung der Fehlerrate von übertragenen
Signalen die Fehlerwahrscheinlichkeit der Übertragungseinrichtung ermittelt, die
ein Maß für die Übertragungsqualität dieser Einrichtung ist. Zur Bereichnung der
Fehlerwahrscheinlichkeit wird die durch die Praxis bestätigte Annahme gemacht, daß
Rauschstörungen einen gegebenen Amplitudenzustand im quaternären Übertragungssignal
nur in einen benachbarten Amplitudenzustand verfälschen. Unter Verwendung idealer
Entzerrer- und Entscheiderschaltungen ergibt sich die Fehlerwahrscheinlichkeit pz
für das quaternäre Leitungssignal aus der Fehlerwahrscheinlichkeit p eines Binärsignals
gleicher Augenhöhe, zu 3 Pz - 2P wobei eine Funktion des Signalrauschverhältnisses
am Eingang des Amplitudenentscheiders ist.
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Aus der gewählten Codiervorschrift entsprechend der F i g. 1 ergibt
sich, daß die Verfälschung des Amplitudenzustandes eines Quaternärzeichens stets
einen Fehler im binären Signal Yzur Folge hat. Damit ist die Fehlerwahrscheinlichkeitp,des
Y-Signals 3 Py = Pr =Pz Eine Verfälschung des binären Signals Xtritt dagegen nur
dann auf, wenn im quaternären Übertragungssignal ein Übergang von der Amplitudenstufe
B zur Amplitudenstufe C stattfindet, wenn also ein Doppelfehler
auftritt.
Falls alle vier Amplitudenstufen des quaternären Übertragungssignals gleich wahrscheinlich
sind, ergibt sich für die Fehlerwahrscheinlichkeit px des Y-Signals, die auch das
Auftreten von Doppelfehlern kennzeichnet, der Wert 1 1 Px = 3Pz = -2P-Bei der Übertragung
des Nutzsignals wird die gleiche Codiervorschrift wie bei der Übertragung des Meßsignals
verwendet. Zu Doppelfehler führende Störungen im Übertragungssignal äußern sich
also nach der Decodierung auch in Störungen beider binärer Signale.
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Für die Fehlerwahrscheinlichkeit ist deshalb die Summe der bei beiden
Signalen auftretenden Fehler festzustellen. Die Gesamtfehlerwahrscheinlichkeit po
ergibt sich damit zu Pg=Px+Py=2 P Damit ergibt sich eine mittlere Fehlerwahrscheinlichkeit
pro Signal von 2 pg= p. Damit ist also zumindest theoretisch die mittlere Fehlerwahrscheinlichkeit
bei quaternärem Leitungssignal nicht größer als bei der binären Übertragung der
Signale X und Y unter der Voraussetzung gleicher Augenhöhe.
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Eine zusätzliche Verfälschung des Meßergebnisses könnte sich durch
eine Fehlerkompensation ergeben.
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Eine derartige Fehlerkompensation kann auftreten, wenn die beiden
binären Signale Xund Yempfangsseitig gleichzeitig gestört sind und dadurch beim
Vergleich der beiden Signale der Fehler nicht erkannt werden kann. Diese Wahrscheinlichkeit
der Fehlerkompensation ergibt sich aus dem Produkt der Fehlerwahrscheinlichkeiten
des X- und des Y-Signals. Daraus ist aber zu erkennen, daß eine derartige Fehlerkompensation
keine Rolle spielt, da die Fehlerwahrscheinlichkeiten der beiden einzelnen Signale
in der Praxis im Bereich von 10-10 liegen, so daß sich eine Wahrscheinlichkeit für
das Auftreten einer solchen Fehlerkompensation von etwa 10-20 ergibt.
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In der Fig. 2 sind der Sendeteil St und der Empfangsteil Et eines
Fehlerratenmeßplatzes nach der Erfindung und eine angeschlossene lJbertragungsleitung
Ül mit einem die Strecken-Regeneratoren kennzeichnenden Regenerator R dargestellt.
Im Sendeteil St ist ein Quasizufallsfolgengenerator G mit einer Bitrate von 565
Mbit/s enthalten, wie er beispielsweise in der DE-OS 27 14242 beschrieben ist. Mit
dem Ausgang eines derartigen Generators G ist der eine Eingang eines Binär-Mehrstufencodierers
Cod direkt und der andere Eingang über eine erste Verzögerungsleitung VL 1 verbunden.
Durch diese Verzögerungsleitung erfolgt eine Verzögerung der Quasizufallsfolge um
dre; Bitperioden, so daß sich dadurch am anderen Eingang des Codierers eine phasenverschobene
Quasizufallsfolge ergibt. Anstelle dieses Codierers im Fehlerratenmeßplatz kann
auch der in der Endstelleinrichtung vorgesehene Codierer verwendet werden, dann
ist aber der Anschluß des Fehlerratenmeßplatzes relativ festgelegt, da dieser Anschluß
im Signalweg dann immer vor dem Codierer erfolgen muß. Vom Ausgang des Codierers
Cod gelangen die quaternären Signale über die zu prüfende Übertragungseinrichtung,
die im vorliegenden Falle durch die Übertragungsleitung Ül und den Regenerator R
dargestellt sind, zum Eingang des Empfangsteils Et. Mit diesem Eingang ist ein Entzerrer-Verstärker
V verbunden, der die verstärkten Signale an den Eingang eines Decodierers abgibt.
In diesem erfolgt eine Aufteilung des quaternären Übertragungssignals in die beiden
binären Signale X und Y. Während das Signal Ydem einen Eingang eines Vergleichers
Diszugeführt wird, wird das Signal Xbeim Durchlaufen durch eine zweite Verzögerungsleitung
VL 2 um eine Zeit entsprechend drei Bit-Dauern verzögert, so daß bei fehlerfreier
Übertragung nunmehr wieder beide binäre Quasizufallsfolgen übereinstimmen.
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Der Vergleicher kann dabei mittels eines Exclusiv-ODER-Verknüpfungsgliedes
aufgebaut sein, dem zur Erzeugung einzelner Fehlerimpulse ein UND-Verknüpfungsglied
nachgeschaltet ist, an dessen zweiten Eingang der Systemtakt anzuschließen ist.
Das Vergleichsergebnis wird vom Ausgang des Vergleichers dem Eingang eines Zählers
Zzugeführt, der mit einer Anzeigeeinrichtung gekoppelt ist, durch die die Fehlerzahl
erkennbar wird.
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Aus der Beschreibung des Fehlerratenmeßplatzes nach F i g. 2 ergibt
sich, daß empfangsseitig weder Schaltungen zur Erzeugung noch eines Referenzsignals
noch Schaltungen zur Synchronisation erforderlich sind.
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Es zeigt sich weiterhin, daß der Fehlerratenmeßplatz durch Austausch
bzw. Umschaltung des im Sendeteil vorgesehenen Generators G sehr einfach an unterschiedliche
Übertragungsgeschwindigkeiten angepaßt werden kann.
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Bei der Beschreibung des Fehlerratenmeßplatzes nach F i g. 2 wurde
zur Vereinfachung auf die Darstellung der benötigten Fernspeiseweichen und auf die
Darstellung der notwendigen Schaltungen zur Rückgewinnung des Gleichstromanteils
verzichtet.