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Verfahren zur Ubertragung von digitalen Nachrichtensigna-
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von digitalen
Nachrichtensignalen zwischen einer digitalen Vermittlungsstelle und einer durch
sie synchronisierten digitalen Teilnehmerstation auf einer Zweidrahtübertragungsleitung
aufgrund von an den beiden Sende orten wShrend einer Sendezeitspanne abwechselnd
gebildeten, wenigstens ein Nachrichtensignalwort, der Signalisierung dienende Bits
und in der Ubertragungsrichtung von der Vermittlungsstelle zur Teilnehmerstation
der Synchronisierung dienende Bits umfassenden Nachrichtensignalblöcken, wobei mehrere
Jeweils eine Empfangszeitspanne und eine Sendezeitspanne umfassende Zeitrahmen einen
Überzeitrahmen bilden.
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Bei der Taktsynchronisierung der solcherart übertragenen digitalen
Nachrichtensignale ergeben sich. deswegen gewisse Probleme, weil die Nachrichtensignalblöcke
für die beiden Ubertragungsrichtungen wechselweise gesendet werden und damit eine
Taktentnahme bei der untergeordneten Einrichtung, also der digitalen Teilnehmerstation
immer nur während eines Teils der Übertraglmgsperiode, nämlich während der Empfangsperiode
möglich ist. Es müssen dann der ilbrige Teil der Ubertragungsperiode, nämlich die
Sendeperiode und die Pause, durch die Synchronisierschaltung der Teilnehmerstation
Uberbrückbar sein. Andererseits können diese Probleme, da in Jeder Ubertragungsperiode
eine längere Pause auftritt und Jedem empfangenen Nachrichtensignalblock ein Synchronisierwort
vorangestellt ist, das immer mit einem Bit desselben Binärwerts beginnt, relativ
gut
gelöst werden. Ein dementsprechender Vorschlag (DE-Patentanmeldung
P 29 24 922) läuft darauf hinaus, aus dem erwähnten ersten Bit des Synchronwortes
jeweils einen Empfangsimpuls und aus dem vom Taktgenerator der digitalen Teilnehmerstation
festgelegten Bittakt Gruppen von Zeitspannen abzuleiten und dann durch Phasenvergleich
festzustellen, in welche der Zeitspannen dieser Empfangsimpuls fällt. Je nachdem
bei welcher Gruppe dies der Fall ist, wird dann eine mehr oder weniger große Phasenkorrektur
in der einen oder der anderen Richtung vorgenommen.
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Nebensprechprobleme spielen bei der Übertragung der vorerwähnten Nachrichtensignalblöcke
wegen der aus anderen Grtinden einzuhaltenden Leitungsparameter, z.B. Leitungslänge,
Aderndurchmesser, keine Rolle.
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Bei der erwähnten Art der Signalübertragung treten trotz durch die
eigentliche Sprachübertragung bedingten statitischen Folgen der Binärwerte auch
periodische Folgen auf, die auf die Signalisierung oder die Übertragung langsamer
Daten zurückzuführen sind. Gerade solche periodische Binärwertfolgen führen aber
zum Auftreten von Leistungsspektren mit Spektrallinien großer Amplitude.
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Wenn Sendepegel vorliegen, die im Hinblick auf die erforderlichen
Reichweiten ausgelegt sind, besteht daher die Gefahr, daß die Vorschriften über
die maximal zulässigen Funktstörspannungen verletzt werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben,
bei dem unter den genannten Voraussetzungen die Funkstörvorschriften eingehalten
werden, ohne daß im beträchtlichen Umfang in die sonstigen Steuerabläufe bei der
Vermittlungs stelle und den digitalen Teilnehmerstationen eingegriffen werden muß.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die der Signal sierung dienenden
Bits und das wenigstens eine Nachrich-
tensignalwort der Nachrichtensignalbiöcke
jeweils während einer Sendezeitspanne bei ihrer Aussendung auf die Zweidrahtübertragungsleitung
mit in einer Quasi-Zufallsfolge auftretenden Bits verknüpft werden, die der Synchronisierung
dienenden Bits dagegen unverändert uebertragen werden, daß auf der jeweiligen Empfangsseite
während einer Empfangszeitspanne zur Rückgewinnung der genannten Nachrichtenblockteile
die durch die Verknüpfung erhaltene Bitfolge durch eine gleichwertige Verknüpfung
mit Bits einer entsprechenden Quasi-Zufallsfolge verknüpft wird, und daß die sendeseitigen
und empfangaseitigen Einrichtungen zur Erzeugung der genannten Quasi-Zufallsfolgen
in der Vermittlungsstelle und in der Teilnehmerstation jeweils zu Beginn der dort
gebildeten Sendezeitspanne und Empfangszeitspanne wirksam geschaltet und mit Beginn
jedes der genannten ttberrahmen zurückgesetzt werden.
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Durch die Verkntipfung mit Bits, die in einer Quasi-Zufallsfolge auftreten,
erfolgt eine Verteilung der Sendeenergie auf die Frequenzen im übertragenen Frequenzbereich,
die angenähert derjenigen bei einer Quasi-Zufallsfolge entspricht, so daß die auftretenden
Amplituden bei einer den praktischen Bedürfnissen entsprechenden Sendeleistung unter
dem durch die Funkstörsorschriften gegebenen Wert bleiben. Dies gilt, obwohl wegen
der Nichtberücksichtigung des Synchronwortes bei der Verknüpfung und damit der Beibehaltung
einer gewissen Periodizität einzelner Spektrallinien des Leistungsspektrums immer
noch über dem einer Quasi-Zufallsfolge entsprechenden Niveau liegende Amplituden
aufweisen. Auf der anderen Seite ist hiermit erreicht, daß die mit .der Synchronisierung
in Zusammenhang stehenden Steuerungsabläufe und Einrichtungen in einblick auf das
erfindungsgemaDe Verfahren nicht aufwendiger gemacht zu werden brauchen. Dadurch,
daß mit einer Quasi-Zufallsfolge gearbeitet wird, die länger ist als die bei einer
derartigen Übertragung gebildeten Über-
rahmen, die Einrichtungen
zur Erzeugung der gemäß einer Quasi-Zufallsfolge auftretenden Bits jedoch jeweils
am Anfang solcher Überrahmen zurückgestellt werden, ist ein guter Kompromiß gefunden,
der gewährleistet, daß die Signalenergie aug relativ viele Linien des Frequenzspektrums
entsprechend den Gesetzen einer Quasi-Zufallsfolge verteilt ist, auf der anderen
Seite bei Verwendung einer fticksetzbaren Einrichtung zur Erzeugung einer Quasi-Zufallsfolge
jedoch kein zusätzlicher Steuerungsaufwand für die Rackstellung zu treiben ist,
da, wie gesagt, die Überrahmenbildung im Zusammenhang mit der Signalisierung sowieso
vorgenommen wird.
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Es ist auch mÖglich, eine selbstsynchronisierende Einrichtung für
die Erzeugung einer Quasi-Zufallsfolge einzusetzen, in welchem Fall sogar keine
Rücksetzimpulse benötigt werden. Dann werden allerdings Bitverfälschungen des Leitungssignals
auf der Empfangsseite mit einem Faktor multipliziert, der der Anzahl der Kippstufe
des Schieberegi sters in einer solchen Einrichtung entspricht.
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Die erfindungsgemäß zum Einsatz gebrachte Verknüpfung von Digitalsignalen
mit Bits einer Quasi-Zufallsfolge ist an sich schon bekannt (siehe NTZ 1974, Eeft
12, Seiten 475 bis 479). Sie wird in diesem Fall einerseits angewendet, um eine
Regeneration des Taktimpulses aus dem ilbertragenen Signal zu erleichtern, andererseits
dazu, di.e Nebensprechbeeinflussung benachbarter Kanäle so klein wie möglich zu
halten. Wie vorstehend erläutert, werden diese beiden Probleme in dem Anwendungsbereich,
auf den die Erfindung sich bezieht, in anderer Art und Weise gelöst.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Figur 1 ein die Zeitverhältnisse einer digitalen
Teilnehmerstation bei Durchführung des erfindungsgernaßen Verfahrens veranschaulichendes
Zeitdiagramm und Figur 2 in schematischer Darstellungsweise eine sendeseitige Einrichtung
zur Verknüpfung mit einer Quasi-Zufall folge.
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Figur 3 eine entsprechende sendeseitige Einrichtung.
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Wie die Figur 1 zeigt, ist bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel
ein Uberzeitrahmen Ü vorausgesetzt, der vier Zeitrahmen RI bis R4 umfaßt, in denen,
wie sich aus den Zeilen c) und d) ergibt, jeweils eine Sendezeitspanne S und eine
Empfangszeitspanne E auftritt.
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In den Zeilen b) und f) sind die Zeitspannen für den Betrieb der Einrichtungen
dargestellt, mit deren Hilfe die erwähnten Nachrichtensignalblocke mit den Bits
einer Quasi-Zufallsfoige verknüpft werden. Zeile b) zeigt hierbei die Zeitverhtltnisse
in der digitalen Vermittlung, Zeile f) diejenigen in der digitalen Teiinehmerstation,
In den Zeilen a) und e) sind die Zeitspannen für den Betrieb der Einrichtungen gezeigt,
durch die auf der Empfangsseite die durch die erwähnte Verknüpfung erhaltene Bitfolge
nochmals mit den Bits einer Quasi-Zufallsfolge verknüpft werden, um die der Verknüpfung
unterworfenen Teile der ursprünglichen Nachrichtensignalblocke wieder zurückzugewinnen.
Durch die Pfeile am Anfang der im Zeitrahmen R1 liegenden Zeitspannen ist angedeutet,
daß die Einrichtungen zur Erzeugung dieser Quasi-Zufallsfolgen am Anfang Jedes Überzeitrahmens
tt rückgesetzt werden, falls es sich um eine rücksetzbare Einrichtung handelt.
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Bei Verwendung selbst synchronisierender Einrichtungen entfällt ein
solches Rücksetzen. Wie schon angedeutet, ist die Periode dieser Einrichtungen zur
Erzeugung der Quasi-Zufallsfolgen, die in Form eines rückgekoppelten
Schieberegisters
gebildet sein kann, länger als ein solcher Überzeitrahmen, so daß lediglich ein
Teil der mit einer solchen Einrichtung erzeugbaren Bitfolge für die erfindungsgemäße
vorgenommene Verknüpfung herangezogen wird.
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Wie sich aus Figur 2 ergibt, in der die sendeseitigen Teile zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt sind, werden diejenigen Teile der Nachrichtensignalblöcke,
die wenigstens ein PCM-Wort oder Daten sowie der Signalisierung dienende Bits umfassen,
in einem Verknüpfungsglied G2S, das eine Exklusiv-oder-Funktion realisiert, mit
den Bits einer Quasi-Zufallsfolge verknüpft, die der Zufallsfolgegenerator QZS liefert,
der wie angedeutet, ein rückgekoppeltes Schieberegister sein kann.
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Dieser Generator wird einerseits von dem Takt beaufschlagt, der für
die Stelle des Fernmeldenetzes, an der sich die dargestellte Einrichtung befindet,
also für die digitale Vermittlungs stelle oder für die digitale Teilnehmerstation
maßgeblich ist, Der an der digitalen Teilnehmerstation herrschende Takt T ist auf
den Takt der digitalen Vermittlungsstelle aufsynchronisiert. Der Generator wird
außerdem von einem Signal TS beaufschlagt, das die erwähnten in.Figur 1 in Zeile
b) bzw. f) dargestellten Zeitspannen bestimmt. Schließlich wird ihm ein Setzsignal
S zugeführt, das,wie ebenfalls schon erwähnt, am Anfang jedes Überrahmens Ü koinzident
mit dem Anfang der durch das Signal TS bestimmten Zeitspanne auftritt.
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Das ebenfalls zu einem Nachrichtensignalblock gehörende Synchronisierwort
Syn wird, wie die Figur 2 zeigt, von der Verknüpfung mit einer Quasi-Zufallsfolge
nicht betroffen, sondern durch das VerknUpfungsglied G3S, das ein ODER-Glied ist,
mit der Bitfolge vereinigt, die durch die Verknüpfung mit einer Quasi-Zufallsfolge
entsteht.
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3ei der empfangsseitigen Anordnung gemäß Figur 3, die zu liner digitalen
Teilnehmerstation gehört, wird zunächst las der durch die Verknüpfung entstandene
Bitfolge vorangestellte Synchronwort ausgeblendet und in üblicher Weise zur Synchronisierung
der digitalen Teilnehmerstation ausgewertet. Der restliche Teil des' ankommenden
Bitstroms wird durch das Verknüpfungsglied G1E, das ebenfalls eine Exklusiv-Oder-Funktion
realisiert, mit den Bits verknüpft, die ein Generator QZF liefert und die ebenfalls
gemäß einer Quasi-Zufallsfolge auftreten. Der erwähnte Generator wird in entsprechender
Weise von dem Takt T beaufschlagt, ferner durch ein Signal TD, das die in Figur
1, Zeile a), bzw. im Falle einer in der digitalen Teilnehmerstation befindlichen
Einrichtung in Zeile e) dargestellte Zeitspanne festlegt, sowie von einem Signal
S, das koinzident mit dem Anfang der letztgenannten Zeitspanne jeweils am Anfang
eines Uberrahmens Ü auftritt. Da der Generator OZE in Figur 3 genauso wie der sendeseitige
Generator gemäß Figur 2 aufgebaut ist und da die ihn beeinflussenden Steuersignale
auf die entsprechenden Signale in der digitalen Vermittlungsstelle aufsyzichronisiert
sind, entsteht als Ausgangssignal des Verkniipfungsgliedes G1E gemäß Figur 3 wieder
eine Bitfolge, die die sendeseitig gebildeten der Signalisierung dienenden Bits
und die PCM-Wort bzw.
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raten in Originalform enthält.
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Bei Verwendung selb stsynchronisierender Einrichtungen QZE bzw. QZS
entfällt die Zufuhr des Signals S, stattdessen wird, wie in den Figuren 2 und 3
durch gestrichelte Linien angedeutet, den Einrichtungen das Signal Si + PCM bzw.
das mit der Quasi-Zufallsfolge verknüpfte empfangsseitig ankommende Signal zugeführt.
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4 Patentansprüche