DE2932121A1

DE2932121A1 - Verfahren fuer adaptive deltamodulation

Info

Publication number: DE2932121A1
Application number: DE19792932121
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Rer Nat Neumann
Original assignee: Tekade Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Current assignee: Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
Priority date: 1979-08-08
Filing date: 1979-08-08
Publication date: 1981-02-12
Also published as: DE2932121C2

Description

Verfahren für adaptive Deltamodulation
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für adaptive Deltanodulation.
Bine adaptive #-Modulation ist z. B. in der DE-OS 2256112 beschrieben.
Das grundsätzliche Problem einer solchen Modulation besteht darin, ein Eingangssignal derart in ein Binärsignal mit möglichst kleiner Bitfolgefrequenz umzusetzen, daß sich das Eingangssignal allein aus der Folge der Binärwerte möglichst gut approximieren läßt.
Dabei wird senderseitig allgemein so vorgegangen, daß zu äquidistanten Zeitpunkten Tn (mit n als Zählindex) die Abtastwerte des Eingangssignals En mit den Werten Vn eines Vorhersagesignal (manchmal auch Schätzsignal oder Erwartungswert genannt) für diese Zeitpunkte verglichen werden. Je nach Ausgang des Vergleichs wird der eine oder der anaere Binärwert als n-tes Bit dem Binärsignal hinzugefügt. Der Vorhersagewert Vn wird zwischen den Zeitpunkten T (n-1) und Tn von einem sogenannten Schätzwertrechner bestimmt.
Aus den ersten n Bits des Binärsignals wird schlie3-lich nach einer Vorschrift ein Approximationswert An für den n-ten Abtastwert En des Fingangssignals bestimmt. Es ist üblich, -als Vorhersagewert Vn den Approximationswert A (n-i) zu wählen. (Vgl. z. B.
Philips, Technische Rundschau 36 (1976/77) Seite 362).
Auf der Empfängerseite werden aus den übertragenen Binärwerten nach der gleichen Vorschrift die Approximationswerte An konstruiert und weiter verarbeitet.
Die Verwendung eines Vorhersagesinals enthält die Gefahr einer Fehlprognose. Eine solche liest vor, wenn z. B. aufgrund des Vergleichs von En und Vn eine binare Eins erzeugt wird, sich jedoch nach der KonstruI:tion des Apnroximationswertes An gemäß der Vorschrift herausstellt, daß eine b nare Null zu einer besseren Approximation des Wertes En geführt hätte.
Fehlprognosen widersprechen also der Forderung nach einer möglichst guten Approximation des Eingangssignals. Sic trcten dann besonders häufig auf, wenn sich das Eingangssignal zwischen zwei Zeitpunkten Tn star ändert. Sie werden weniger häufig, enn die Abstände dieser Zeitpunkte kleiner gemacht werden, d. h. wenn die Bitfolgefrequenz des Binärsignals erhöht wird.
Eine solche Maßnahme widerspricht andererseits der Forderung nach möglichst kleiner Bitfolgefrequenz.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Fehlprognosen zu verhindern, ohne dabei die Bitfolgefrequenz zu erhöhen. Diesc Aufgabe wird durch die Maßnahmen gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Anspruche angegeben sind.
Anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Figur soll die Erfindung naher erläutert werden. In Anlehnung an die DE-OS 22 56 112 soll im Beispiel die Vorschrift zur Gewinnung des Approximationssignals darin bestehen, daß sein zu Zeitpunkt Tn gehörender Wert An aus den zum Zeitpunkt T (n-1) gehörenden Wert durch Addition eines sogenannten A-Wertes Dn hervorgeht: An w A (n-i) + Dn, (I).
Der Wert Dn wird nun erfindungsgemäß folCendermaßen gewonnen: 3 Bits des Binärsignals, die vor dem Zeitpunkt Tn liegen, werden als die letzten drei Stellen einer vierstelligen binären Adresse verstanden. Diese drci letzten Stellen sind in den ersten Stufen des Schieberegisters 5 gespeichert.
Zum Zeitpunkt Tn wird der Abtastwert En in einer codierten Form über die Leistungen 3 in einen internen Speicher des Rechners 10 geholt. Für diese Codierungen sorgt der Analog-Digital-Wandler 2, dessen Eingang mit der Eingangsklemme 1 verbunden ist, an der das Eingangssignal in kontinuierlicher Form anliegt. In dem als extern eingezeichneten Speicher 12 des Rechners 10 stehen die sechzchn insgesamt für die Formel (1.) verwendeten A-Werte an Speicherplätzen, die durch eine vierstellige binäre Adresse angesteuert, und deren Inhalte über die Leitung 11 in den Rcchner geholt werden können.
Nach der Abspeicherung des Wertes En übcrnirjnt der Rechncr die Werte der drci letzten Stellen der binären vierstelligen Adresse aus dem Schieberegister 5 über die Leitungen 8 in einen weiteren internen Speicher und füt dort eine erste Stelle hinzu.
Hierbei entstehen zwei vierstellige Adressen, die sich nur in der ersten Stelle unterscheiden. Mit denjenigen -Werten, die unter diesen beiden Adressen in Spcicher 12 zu finden sind, werden zwei mögliche Approximationswerte An nach Formel (I) gebildet. Beide Wcrtc von An werden sodann mit dem gespeicherten Abtastwert En des Eingangssignals verglichen. Der Binärwert an der ersten Stelle der Adresse, der nach Formel (I) den besseren Approximationswert ergeben hat, wird von Rechner 10 über die Leitung 4 In das Scheberegister 5 geschoben. Sodann wiederholen sich die geschilderten Vorgänge mit dem nachsten Abtastwert des Eingangssignals. An der Klemme 7, die über die Leitung ó mit dem Schieberegister 8 verbunden ist, wird die Übertragungsleitung für das Binärsignal angeschlossen.
Die erfindungsgemäße Modulation vermeidet Vorhersagen und damit auch Fehlprognosen. Ihre Güte und Brauchbarkeit ist allein bestimmt durch die Vorschrift, wie aus den ersten n Bits der zum Zeitpunkt Tn gehörige Approximationswert An bestimmt werden soll und durch die Geschwindigkeit des Rechners 10, der Entscheidungen von der obenbeschriebenen Art zwischen zwei Abtastzeitpunkten Tn fallen muß. Darüber, wie die erwähnte Vorschrift auszusehen hat, gibt es bisher offenbar keine theoretisch begründbaren Richtlinien. So müßte man - der DE-OS 22 56 112 folgend - die i Speicher 12 gespeicherten #-Werte empirisch bestimmen. Dagegen werden Halbleiterbausteine mit immer schnelleren Schaltzeiten entwickelt, so daß auch für sehr hohe Abtastraten die Rechenzeit für die nach der Erfindung notwendigen Rechenoperationen kürzer als die Periodendauer der Abtastung bleibt.
Der Rechner 10 kann cntweder ein Universalrechner, z. B. ein u-Rechner oder ein SDezialrechner sein.
Im ersten Falle kann in interne Speicher auch die Funktion des Schieberegisters 5 und des Speichers 12 übernehmen.

Claims

Patentanspruch Verfahren für adantive #-Modulation, bei dem der Abtastwert des En des Eingangssignals zum Zeitpunkt Tn durch ein Binärsignal dadurch approximiert wird, daS aus den ersten n Bits des Binärsignals nach einer Vorschrift eine Approximation An für den Wert En konstruiert wird, dadurch vekennzeichnet, daß nach der Abtastung des Eingangssignals zum Zcitpunkt Tn zwischen den Zeitpunkten Tn und T (n+1) von einem Rechner ermittelt wird, welcher der beiden Binäwerte entsprechend der Vorschrift eine bessere Approximation An des Wertes En egeben würde und daß dieser Binärwert als n-tes Bit des Binärsignals an den Empfänger übertragen wird.