DE3238818A1

DE3238818A1 - Fernsprechmodem

Info

Publication number: DE3238818A1
Application number: DE19823238818
Authority: DE
Inventors: Arthur J. 95014 Cupertino Calif. Carlson; King Y. 92680 Tustin Calif. Cheng
Original assignee: ANDERSON JACOBSON Inc
Current assignee: ANDERSON JACOBSON Inc
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1982-10-20
Publication date: 1983-10-13
Also published as: FI831046A0; GB2117606B; FR2524742A1; JPS58173937A; FI831046L; GB2117606A; EP0091014A3; EP0091014A2; US4481622A; CA1184684A; DK137883A; DK137883D0; NO831190L

Description

/L -

Die Erfindung betrifft digitale Datenübertragungstechniken, für die Fernsprechwählnetze als Übertragungsmittel benutzt werden, und bezieht sich insbesondere auf einen Modem, mit dem die Übertragung durchgeführt wird.

Die Übertragung digitaler Daten zwischen voneinander entfernten Orten mit Hilfe von Fernsprechwählnetzen findet immer weitere Verbreitung. Das Telefonnetz wird wegen der Zweckmäßigkeit eines bereits bestehenden Systems benutzt, welches die Stellen verbindet, zwischen denen Daten übertragen werden sollen. Da es jedoch der Hauptzweck des Telefonsystems ist, nur Sprachnachrichten zu übermitteln, ist die Möglichkeit, Fernsprechleitungen zur Übertragung von Daten zu nutzen, sehr beschränkt. Folglich ist viel Mühe darauf verwandt worden, bereits verfügbare Fernsprechleitungen maximal für die Datenübertragung zu nutzen. Eine prinzipielle Einschränkung von Fernsprechleitungen für die Datenübertragung besteht in deren enp;ev Bandbreite, die im wesentlichen in einem Bereich von ca. 100 Hz bis 3200 Hz liegt. Es sind Modems entwickelt worden, mit denen digitale Einrichtungen zur Nutzung von Fernsprechleitungen mit.diesen verbunden wurden. Da jedoch die Geschwindigkeit, mit der digitale Daten übertragen werden können, von der nutzbaren Bandbreite der Fernsprechleitung abhängt, ist die Entwicklung von Modems hauptsächlich darauf gerichtet, die zur Verfügung stehenden Bandbreiten der Fernsprechleitungen besser zu nutzen.

Die Benutzung üblicher Zweidrahtfernsprechleitungen, die gleichzeitig Signale in beiden Richtungen übertragen, schafft Probleme bei der vollen Duplexdatenübertragxmg, d.h. der Datenübertragung im Gegenverkehr..Meistens treten bei von einem Ende einer Leitung übertragenen Daten Rücksignale oder Echos auf, die zurückübertragen und mit den gewünschten Datensignalen zusammen an diesem Ende empfangen werden. Es sind zwei Komponenten dieser unerwünschten Rücksignale oder Echos zu unterscheiden. Erstens gibt es ein Echo von einer entfernten Stelle, welches durch die Fernsprechleitung zwar beträchtlich gedämpft

wird, aber wegen der zeitveränderlichen Charakteristiken von Fernsprechträgerfernleitungen auch in höchstem Maße unvorhersehbar ist. Zweitens gibt es ein Ortsecho, welches in dem an der Sendestelle befindlichen Teil der Fernsprechleitung auftritt und ein sehr starkes Signalniveau hat, im allgemeinen aber leichter vorherzusagen ist, weil es nur von linearen, zeitunveränderlichen Elementen verarbeitet wurde. Ziel bei der Behandlung dieser Rücksignale ist es, durch sie verursachte Datenfehler auf ein annehmbares Niveau zu verringern. Die Schwierigkeit wird umgangen, wenn getrennte Fernsprechleitungen (d.h. gemietete Vierdrahtleitungen)zur unabhängigen Datenübertragung in jeder Richtung zwischen zwei Orten benutzt werden. Allerdings ist es im allgemeinen eher erwünscht, die überall schon vorhandenen einfachen Fernsprechwählleitungen benutzen zu können, so daß infolgedessen die Echoprobleme gelöst werden müssen. Die genannten Schwierigkeiten werden auch umgangen, wenn jeweils nur in einer Richtung Daten über eine einzige Zweidrahtfernsprechleitung übertragen werden (halber Duplexbetrieb). Im allgemeinen ist aber eine gleichzeitige Datenübertragung in beiden Riehtungen erwünscht (voller Duplexbetrieb).

Ein übliches Verfahren bei den bereits bestehenden Telefonmodems besteht darin, getrennte Teile der Telefonleitungsbandbreite für die Übertragung und den Empfang zu benutzen. Um die Echoprobleme zu vermeiden, sind die beiden Bandbreiten durch Filter stark getrennt, damit sie voneinander unabhängig sind, und infolgedessen wird ein beträchtlicher Teil der zur Verfügung stehenden Bandbreite der Telefonleitung nicht genutzt. Das führt zu einer deutlichen Einschränkung der Geschwindigkeit, mit der Daten übertragen werden können, weil die Bandbreite des Sende- und Ernpfangskanals beschränkt ist.

In der Fachliteratur wird als Alternative vorgeschlagen, die volle Bandbreite der Fernsprechleitung für die gleichzeitige Datenübertragung in beiden Richtungen zu nutzen. Die unerwünsch-

BAP ,ORlGJNAL

ten Echos, die zu Störungen zwischen den beiden Kanälen führen, sollen dadurch ausgeschaltet werden, daß bei jedem Modem das von diesem infolge der von ihm übertragenen Daten zu empfangende Echo vorhergesagt wird und das vorhergesagte Echosignal dann von dem empfangenen Signal abgezogen wird, um die Auswirkungen des Echos zu verhüten. Diese Technik des Ausschaltens des Echos bzw. das Echokompensationsverfahren ist insgesamt zufriedenstellend, wenn es darum geht, die Wirkungen des Ortsechos zu vermeiden; aber Fernechos sind höchst unvorhersehbar und äußerst schwierig auszuschalten, weil sie zeitveränderliche Elemente im Fernsprechträgersystem durchlaufen haben. Dieser Verfahrensvorschlag hat deshalb in Anlagen, die Daten mit annehmbar geringer Fehlerhäufigkeit übertragen können, keine praktische Anwendung gefunden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Übertragen digitaler Daten in vollem Gegenverkehr über Fernsprechwählnetze mit hoher Geschwindigkeit durch wirksame Nutzung der zur Verfügung stehenden Bandbreite von Fernsprechleitungen aber auch mit annehmbar geringer Fehlerhäufigkeit sowie ein Telefonmodem von einfachem Aufbau für diese Datenübertragung zu schaffen.

Gemäß der Erfindung werden kurz gesagt Datensignale in beiden Richtungen über gewöhnliche Fernsprechwahlleitungen in getrennten Randbreitenbereichen übertragen, die zusammen die ganze ■ nutzbare Telefonleitungsbandbreite so weit ausfüllen, daß sie einander etwa in der Mitte dieser Randbreite überlappen. Das Ausmaß der Überlappung ist so groß, daß Signalstörungen, die von dem allein wirksamen Ortsecho verursacht werden, zu einer nicht akzeptablen großen Fehlerhäufigkeit führen; aber gleichzeitig ist die Überlappung so klein, daß Signalstörungen, die von dem allein wirkenden Fernecho verursacht werden, normalerweise annehmbar sind. Die unvorhersehbaren Fernechosignale werden durch eine Kombination der Dämpfung des Fernsprechträger-systems und der Modembandspaltfilter auf ein akzeptables Niveau verringert. Die vorhersehbaren Ortsechosignale, die normaler-

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weise Schwierigkeiten verursachen, werden durch ein Echokompensationsverfahren in wesentlichen ausgeschaltet. Das Ergebnis ist ein Kommunikationssystem, welches die begrenzten 3andbreitenmöglichkeiten gewöhnlicher Fernsprechleitungen vollkommen ausnutzt. Es ist eine volle Duplexdatenübertragung von 4800 Bits pro Sekunde mit sehr geringer Datenfehlerhäufigkeit bei Anwendung dieser Techniken möglich.

Die Ortsechokompensation erfolgt in jedem Modem durch Überwachung der in einem der beiden Bandbreitenbereiche übertragenen Daten und darauf beruhender Vorhersage der Komponente von in dem anderen Bandbreitenbereich empfangenen Daten, die durch die Übertragung verursacht wird, und zwar in Kenntnis der Charakteristiken des Ortsechoweges. Das vorhergesagte Echosignal wird dann vom Empfängersignal subtrahiert. Die Anwendung der bekannten Technik der Echokompensation auf das hier vorliegende Problem wird durch die Übertragung und den Empfang von Daten in nominell getrennten Frequenzbändern kompliziert. Die zum Modulieren des übertragenen Signals und zum Demoduliefen des empfangenen Signals nötigen digitalen Signalverarbeitungsvorgänge müssen mit einer Abtastgeschwindigkeit erfolgen, die ein Vielfaches der Baud-Geschwindigkeit ist. Außerdem wäre ein bekannter Echokompensator nötig, der mit dieser Geschwindigkeit arbeitet, was zu einer sehr teuren Geräteausstattung führt. Die Erfindung ist insofern überlegen, als die gesamte Echokompensation, einschließlich der Korrektur für die Modulati ons /Demodulations- Vorgänge, mit Baud-Rate durchgeführt wird. Zur Echokompensationseinrichtung gehört ein Filter mit Charakteristiken der zeitunveränderlichen Komponenten des Ortsweges und in Kaskadenschaltung hiermit einer zeitveränderlichen Komponente, die von einem Unterschied zwischen den beiden Trägerfrequenzen abgeleitet ist. Der Vorteil dieser Technik besteht in ihrer Einfachheit. Sie ist zwar besonders vorteilhaft für das hier beschriebene spezielle Datenübertragungsverfahren, ist aber auch in anderen Ubortragungsanlagen nützlich.

BAD ORJGiNAL

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Schema einer digitalen Datenübertragungsanlage unter Nutzung von Fernsprechleitungen gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm der Bandbrei tenverteilung der Übertragungsanlage gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Modems für die Ubertragungsanlage gemäß Fig. If

Fig. 4 ein Blockdiaqramm der Software zur Erläuterung der hauptsächlichen Verarbeitungsfunktionen des Modems gemäß Fig. 3; und

Fig. 5 eine Abwandlung des Blockschaltbildes der Software gemäß Fig. 4 zur Erläuterung der Übung der Echokompensationseinrichtung.

Anhand von Fig. 1 soll eine Datenübertragungsanlage gemäß der Erfindung erläutert werden, deren Zweck es ist, eine Verbindung zwischen einem digitalen System 11 an einem Ort und einem zweiten digitalen System 13 an einem anderen Ort herzustellen. Das digitale System 11 stellt an einer Leitung 15 als Ausgang Daten zur Verfügung, die über Leitungen 17 an das digitale System 13 übertragen werden sollen. In ähnlicher· V/eise stellt das System 13 Daten in einer Leitung 19 zur Verfügung, die über eine Leitung 21 an das System 11 übertragen werden sollen. Zu dem digitalen System 11 gehört ein Modem 23 als Anschlußstelle zwischen dem digitalen System 11 und einer genormten Zweidrahtfernsprechleitung 25« In ähnlicher Weise hat an der entfernten Stelle das System I3 einen Modem 27 als Anschlußstelle an eine Zweidrahtfernsprechleitung 29.

Die Fernsprechleitungen 25 und 29 sind typischerweise die Verbindungen zwischen dem Wohnsitz oder Geschäft eines Kunden, an dem sich das entsprechende digitale System und der Modem befindet, und den Zentralämtern 31 und 33 der ^eIefongesellschaft.

jj μ Γ BAD ORIGINAL

Zwischen den Zentralamtern ist bei den meisten Fernsprechnetzen eine Verbindung durch getrennte Zweidrahtleitungen 35 und 37 vorgesehen, die jeweils nur in einer Richtung Signale führen. Zum Verbinden der getrennten Übertragungsleitungen und 37 mit der Zweidrahtfernsprechleitung 25, in der gleichzeitig eine Verbindung in beiden Richtungen besteht, ist speziell eine Gabelschaltung 39 vorgesehen. In ähnlicher Weise ist im Zentralamt 33 eine Gabelschaltung 41 vorgesehen, die die getrennten Leitungen 35 und 37 mit_:der einzigen Zweidrahtlei tune; 29 verbindet. Aufgrund der Natur solcher Fernsprechleitungen kommt es zu einem Signalverlust in jeder Richtung zwischen den Endpunkten des Verbindungssystems, der von einigen wenigen Dezibel bis zu 35 dB und in manchen Leitungen noch mehr reicht.

Die Modems 23 und 27 haben ähnlichen Aufbau, nur ist der Bereich der übertragenen Frequenzen des einen der Bereich der empfangenen Frequenzen des anderen. Bei Betrachtung des Modems 23 als typischem Beispiel, empfängt ein Sender 43 in den Leitungen 15 ankommende, zu übertragende digitale Daten und wandelt diese in Tonfrequenzbandsignale in zwei Leitern 45 um. Die Tonfrequenzbandsignale werden von einem Empfänger 47 in zwei Leitern 49 empfangen und in digitale Daten in einer Leitung 21 umgewandelt. Die beiden Leiterpaare 45 und 49 werden durch eine Gabelschaltung 51 mit der einzigen Zweidrahtfernsprechleitung 25 verbunden. Eine noch im einzelnen zu besehreibende Echokompensa ti ons se haltung 53 erhält/ die in der Fernsprechleitung 2 5 übertragenen Daten über den Sender und entwickelt aus diesen ein Signal, welches von demjenigen des Empfängers 47 abgezogen wird, um jeglichen Teil des empfangenen Signals auszuschalten, der auf. der Übertragung vom gleichen Ende des Kommunikationssystems beruht.

Anhand von Fig. 2 soll ein Beispiel der Sende- und Empfangsbandbreiten für die Modems 23 und 27 gemäß Fig. 1 beschrieben werden. Die maximal nutzbare Bandbreite einer typischen Fern-

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Sprechleitung ist zwischen einer niedrigen Frequenz 57 von ca. 100 Hz und einer bei 59 angegebenen maximalen Frequenz von ca. 3200 Hz gezeigt. Ein Teil dieser Bandbreite, nämlich der Bandbreitenbereich 61 trägt Datensignale in der Fernsprechleitung in einer Richtung, während ein weiterer Teil, nämlich der Bandbreitenbereich 63 solche Signale in entgegengesetzter Richtung trägt. Die Bandbreitenbereiche 61 und 63 sind durch Filter geformt, die Teil des Senders 43 und des Empfängers 47 sind. Sie haben geneigte Seiten, da die zur Verfügung stehenden Filter, sei es in analoger oder digitaler Form keine abrupten Bandkanten liefern. Wenn das Maximum der Kurve des Bandbreitenbereichs 61 und 63 bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mit 0 dB angenommen wird, liegt die Basislinie gemäß Fig. 2 in der Nähe von -60 dB.

In Fig. 2 ist erkennbar, daß die Sende- und Empfangsbänder, die durch die Bandbreitenbereiche 61 und 63 angegeben sind, einander etwa in der Mitte der Fernsprechbandbreite überlappen, was noch näher erläutert werden soll. Es sei z.B. angenommen, daß der Sender 43 gemäß Fig. 1 innerhalb des Bandbreitenbereichs 63 und der Empfänger 47 innerhalb des Bandbreitenbereichs 6l arbeitet. Im Modem 27 am entgegengesetzten Ende des Verbindungskanals arbeitet der Sender innerhalb des Bandbreitenbereichs 61 und der Empfänger innerhalb des Bandbreitenbereichs 63. Wegen der Überlappung zwischen den beiden Bandbreitenbereichen 6l und 63 müssen Rücksignaleffekte der Fernsprechleitungen berücksichtigt und behandelt werden. In Fig. 1 verläuft ein Fernechoweg für im Modem 23 entstehende Signale von hier längs der Fernsprechleitungen 25 und 3? zur Gabelschaltung 4-1 und dann über die Fernsprechleitungen 35 und 25 zurück zum Modem 23. Wenn die Fernsprechleitung zwischen den Zentralämtern 31 und 33 ein Trägersystem enthält, unterliegen dessen Charakteristiken starken Änderungen, und außerdem ist meistens in starkem Maße Phasenzittern vorhanden. Fernechosignale, die vom Sender 43 ausgehen und zum Empfänger 47 zurückübertragen werden, werden durch die Natur der Fernsprech-

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-JB-

leitungen deutlich ahgeschwächt. Eine weitere Abschwächung durch einen Filter innerhalb des Empfängers kann deshalb die Stärke eines Fernechosignals auf annehmbares Niveau herabdrücken. Ein Ortsechoweg reicht vom Modem 23 zur Gabelschaltung 39 und über die Zweidrahtleitung 25 zurück zum Modem 23· Der Or'tsechoweg erfährt nur geringfügige Dämpfung, so daf3 das Ortsecho, welches zum Modem zurückübertragen wird, im Vergleich zum Niveau eines Signals vom entferntem Modem, welches stark gedämpft ist, außerordentlich stark ist. Da jedoch der Ortsechoweg keine zeitveränderlichen Elemente enthält, kann das Ortsechosignal mit großer Genauigkeit vorhergesagt und durch die Echokompensationseinrichtung 53 aus dem empfangenen Signal entfernt werden.

Die Art, in der Ortsechos und Fernechos behandelt werden, hängt von der akzeptablen Häufigkeit von Fehlern in den empfangenen Daten ab. Wenn ein großer Anteil der Daten bei einem bestimmten Anwendungsfall fehlerhaft sein kann, kann ein hohes Niveau an Echosignalen verbleiben. Aber in den meisten Fällen ist es erwünscht, die Datenfehlerhäufigkeit sehr gering zu halten, so daß die Echosignale ein großes Problem darstellen können und eliminiert oder zumindest stark verringert werden müssen. Die Überlappung der Bandbreitenbereiche 61 und 63 und die Verwendung einer Echokompensationsschaltung in jedem der Modems reduziert die Echosignale auf annehmbare Pegel für eine Datenübertragung von hoher Qualität und ermöglicht die maximale Nutzung der zur Verfügung stehenden Fernsprechleitungsbandbreite mit dem Ergebnis, daß eine Hochgeschwindigkeitsübertragung dieser Daten möglich ist.

Die Größe des Überlappungsbereichs 65 zwischen den Bandbreitenbereichen 61 und 63 ist begrenzt durch den Grad des Fernechos, der hingenommen werden kann. Da z.B. der Empfänger 47 des Modems 23 alle Signale innerhalb des Bandbreitenbereichs 63 aufnimmt, kann ein Teil jener Signale, die im Überlappungsbereich 65 auftreten, vom Sender resultieren, der Signale innerhalb des Band-

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breitenbereichs 61 aussendet. Natürlich ist der Empfänger des Modems 23 an diesem Echosignal nicht interessiert sondern soll nur empfangen, was vom Sender des entgegengesetzten Modems 27 ausgesendet wird. Der Überlappungsbereich 65 der Randbreitenbereiche 61 und 63 kann auf oder unterhalb eines Niveaus gehalten werden, bei dem das Fernecho bewirkt, daß die Datenfehlerhäuf igkeit ein gewünschtes maximales Niveau übersteigt.

Das Fernechosignal kann also in erster Linie dadurch behandelt werden, daß die Stärke dieses Signals unterhalb eines Niveaus gehalten wird, bei dem es Schaden anrichten kann. Das Ortsecho hingegen, das ja einen viel stärkeren Signalpegel hat, wenn es zum Empfänger des Modems zurückübertragen wird, ist nicht so leicht zu eliminieren. Aber seine schon genannte Vorhersehbarkeit ermöglicht es, dieses Signal aus dem empfangenen Signal herauszuverarbeiten, wie weiter unten erläutert wird.

Von jedem der Systeme 11 und 13 verarbeitete digitale Daten werden in einem Rasisbandsignal geführt. Dies Signal wird von dem Basisband mittels einer Trägerfrequenz fl bzw. f2 in den Modems in eines der Paßbänder der Bandbreitenbereiche 61 oder 63 transponiert. Die Frequenz fl ist die Ruhe- bzw. Mittenfrequenz des Bandbreitenbereichs 6l und die Frequenz f2 die Mittenfrequenz des Bandbreitenbereichs 63. Bei einem speziellen Beispiel haben diese Bandbreitennritten Werte von 975 Hz bzw. 2325 Hz. Bei diesem Beispiel beträgt die Bandbreite jedes der Bereiche 61 und 63 beim 3-dB-Punkt 1200 Hz. Die Breite jedes Übergangsbereichs von dem 3-dB-Punkt zu einem Niveau von 60 dB unterhalb dieses Niveaus beträgt 300 Hz. Die Neigung in diesem Bereich ist so steil wie möglich bei hännehmbarer Komplexität der Hardware und Software.

Es gibt die verschiedensten Arten, ein Modem der in Frage stehenden Art sowohl in Hardware als auch in Software auszuführen. Eine Verwirklichung eines bedeutenden Teils dieses

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Modems in Software wird bevorzugt. Ein System, welches eine derartige Ausführung ermöglicht, ist in Fig. 3 gezeigt. Auch wenn die Sende- und Empfangskanäle gemeinsame Verarbeitungselemente haben, lassen sie sich für Zwecke der vorliegenden Beschreibung als getrennt betrachten.

Um zunächst den Sendeweg zu beschreiben, werden serielle digitale Daten in der Leitung 15 von einem Rechner oder einer sonstigen digitalen Anlage zur Übertragung an eine entfernte Stelle empfangen. Die Daten werden in einen Steuerprozessor 71 eingegeben, der mit einem Softwareprogramm die Daten verwürfe!t, (die Daten "verweißlichen") graukodiert und differentialkodiert.

Diese

Operationen und ihr Zweck sowie die Techniken zum Durchführen derselben sind allgemein bekannt. Die serielle Dateneingabe in den Steuerprozessor 71 über Leitung 15 erfolgt mit einer Geschwindigkeit von ^800 Bits pro Sekunde (auch zu schreiben als: 4-800 s"¹). Eine Schaltung 73 führt binäre Daten in parallelen Gruppen von vier Bits, von denen jede Gruppe als Quadbit bezeichnet wird, einem Signalprozessor 75 zu. Diese Quadbitdatenübertragung erfolgt synchronisiert mit einem Baud-Takt signal in einer Geschwindigkeit von 1200 s~ . Auf3erdem werden entsprechende Steuersignale vom Steuerprozessor 71 über eine Leitung 77 dem Signalprozessor 75 zugeführt. Weitere Steuerleitungen 79 geben Steuersignale vom Steuerprozessor 71 an spätere Elemente weiter.

Über seine Hardware und die steuernde Software spricht der Signalprozessor 75 auf die Quadbitdateneingabe in der Schaltung 73 unter Erzeugung digitaler Signale in einer Ausgangsschaltung/in einer noch im einzelnen anhand von Pig. 4 2u erläuternden Weise an. Diese Signale, die genau analogen Signalen entsprechen, welche zur Übertragung an einen entfernten Modem an einen Telefonkanal abgegeben werden sollen, liegen in Form digitaler Abtastimpulse vor, die asynchron in geschlossenen Ketten von acht an den Eingang eines FIFO-(first-in-first-out-) Schieberegisters

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83 angelegt werden. Die genannten Ketten werden einmal pro Baud mit einer Geschwindigkeit von 1200 s~ geliefert, so daß die durchschnittliche Geschwindigkeit, mit der Ausgangsabfragen vom Signalprozessor 75 in Schaltungen 81 erzeugt werden, 9600 s beträgt.-Ein Ausgangssignal des FIFO-Schieberegisters 83 auf Leitungen 85 wird mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit von 96OO s~ in 8:1 Synchronisierung mit einem 1200 s Baud-Raten-Takt (nicht gezeigt) in einen D/A- (Digital-Analog) Umsetzer 87 eingegeben. Ein in Schaltungen 89 des D/A-Umsetzers 87 anliegendes Ausgangssignal hat die Form von Impuls-Amplituden-modulierten (PAM) Impulsen, die jeweils eine Dauer von I/96OO Sekunde haben. Diese Impulse werden an einen analogen Tiefpaßfilter und Verstärker 91 angelegt, dessen Grenzfrequenz in der Nähe von 3^00 Hz liegt, um die hochfrequenten spektralen Komponenten des übertragenen Signals auf ein Niveau zu drücken, welches unterhalb des von der Telefongesellschaft festgelegten Niveaus liegt. Ein Ausgang des Filters und Verstärkers 91 ist mit der Leitung 45 und somit mit der Gabelschaltung 51 verbunden, wie schon, unter Hinweis auf Fig. erwähnt. Aufgabe der Gabelschaltung 51 ist es, zu verhindern, daß übermäßig große Anteile der übertragenen Signalleistung in den Eingang der Empfängereinheit des Modems eintreten, der ja die Zweidrahtfernsprechleitung 25 mit dem Sender gemeinsam hat.

Nachfolgend soll die Empfängerschaltung des Modems gemäß Fig'. beschrieben werden. Der Weg des von der Gabelschaltung 51 empfangenen Signals über die Leitung 49 führt zu einem analogen Tiefpaßfilter 93, welches nominell mit dem Tiefpaßfilter 91 des Senders identisch ist und eine ähnliche Aufgabe hat, nämlich außerhalb des Bandes liegendes Rauschen auf das niedrigstmögliche Niveau zu verringern, ehe das ankommende Signal abgefragt und in digitale Form umgewandelt wird. Dies Verfahren entspricht bei der digitalen Signalverarbeitung allgemein üblichen Praktiken. Der Signaleingang in den Tiefpaßfilter 93 besteht aus einer Kombination des von einem entfernten Modem übertragenen erwünschten Signals zusammen mit störenden Signa-

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len. Zu diesen Störsignalen gehört zumindest Rauschen, ZWischensymbolstorunden, Trägerphasenzittern des Telefonkanals und sowohl örtliche als auch von fern kommende Rücksignale. Diese schon erwähnten Rücksignale erscheinen am Eingang zum Tiefpaßfilter 93 aufgrund des Ausgangssignals des Senderteils des Modems 23» wie schon erwähnt. Derartige Rücksignale oder Echos werden von den Gabelschaltungen erzeugt, die als Teil des Modems und an verschiedenen Stellen in der Fernsprechleitung zwischen voneinander entfernten Modems vorgesehen und unvermeidlich nicht ideal sind. Das Ortsecho kann ein Leistungsstärkeverhaltnis gegenüber einem vom entfernten Modem empfangenen Signal in der Nähe von 35 dB haben, weil das von fern übertragene Signal durch die PernSprechleitung stark gedämpft sein kann, während das infolge der örtlichen Übertragung erzeugte Ortsecho nicht gedämpft ist. So mui3, wie schon erwähnt, das Ortsecho innerhalb des empfangenen Signalbandes gelöscht werden, wozu ein entsprechendes Verfahren nachfolgend anhand von Pig. ^ erläutert wird.

Ein Ausgangssignal des Tiefpaßfilters 93 gemäß Fig. 3 in einer Leitung 95 wird an einen A/D-Umsetzer 97 angelegt, dessen Ausgangssignal auf Leitungen 99 eine Serie von digitalen Abfragewerten ist. Der A/D-Umsetzer 97 tastet das analoge Signal der Leitung 95 mit einer Geschwindigkeit von 9600 s~ in einer 8:1 Synchronisierung' mit dem Baud-Taktimpuls ab. Der A/D-Umsetzer 97 sollte mindestens ein Auflösungsvermögen von 12 Bits haben, um dom weiten dynamischen Bereich gerecht zu werden, der von dem sehr hohen Echosignalpegel bis zu dem sehr niedrigen gewünschten Signalpegel vom entfernten Modem reicht. Die digitalen Signal abfragen auf den Leitungen 99 werden dann in den Eingang eines FIFO-Schieberegisters 101 eingegeben, welches dem schon erwähnten PIFO-Schieberegister 83 ähnelt. Vom FIFO-Schieberegister 101 werden die Abfragewerte über Leitungen IO3 einmal pro Baud in Gruppen von acht in den Signalprozessor 75 eingegeben. Die Übertragungsgeschwindigkeit der genannten Gruppen beträgt dann 1200 s~ .

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Der Signalprozessor 75 verarbeitet diese Abfragen in einer anhand von Pig. 4 zu beschreibenden Weise und gibt Ausgangs informationen über Leitungen 105 an den Steuerprozessor 71 weiter. Die Ausgangsinformationen liegen in Form von Quadbits synchronisiert mit dem Baud-Taktimpuls vor. Der Steuerprozessor 71 nimmt an den Daten eine differentielle Dekodierung, eine Graudekodierung und das Auflösen der Verwürfelung vor, wodurch die Wirkung der entsprechenden Operationen wirksam aufgehoben wird, die vorher im Sender des Modems an der entfernten Stelle durchgeführt wurden. Der Signalprozessor 75 ist auch über Steuerschaltungen 107 mit dem Steuerprozessor 71 verbunden. Zwischen dem Steuerprozessor 71 und weiteren Hardware-Elementen des Empfängers erstrecken sich Steuerleitungen 109. Die Verbindung mit dem Steuersystem des Rechners oder einer sonstigen digitalen Anlage, mit der der Modem in Verbindung steht, erfolgt über Steuerleitungen 111. Die von der entfernten Stelle empfangenen Daten werden seriell in binärer Form über die Leitung 21 dem Rechner oder sonstigen digitalen Nutzsystem mit einer Geschwindigkeit von 4800 s~ übertragen.

Die nun zu beschreibenden, primären Funktionen des Modems gemäß Fig. 3 liegen im Signalprozessor 75· Hierbei könnte es sich natürlich um eine verdrahtete Vorrichtung handeln; bevorzugt wird jedoch die Benutzung eines Mikroprozessors unter Steuerung durch Software. Fig. 4 zeigt in schematischer Form als Blockdiaqramm die bevorzugte Verarbeitung durch Software im Signalprozessor 75 von Signalen sowohl im Sender als auch im Empfänger.

Die Verarbeitung im Signalprozessor 75 braucht

nicht unbedingt in bestimmter Reihenfolge vorgenommen zu werden, und es ist auch nicht nötig, irgendeine zeitliche Synchronisierung innerhalb des Signalprozessors selbst einzuhalten, vorausgesetzt daß eine Baud-Synchronisierung zwischen dem Signalprozessor 75 und dem Steuerprozessor 71 und mit den Anschlußstellen des Signalprozessors 75 und der Schieberegister 83 und 101 beachtet wird. Trotzdem sind durchschnittliche Übertragungs-r geschwindigkeiten innerhalb des Signalprozessors 75 aufschluß-

reich, und diese sind in dem Verarbeitungsdiagramm gemäß Fig. 4 gezeigt. In dieser Erläuterung is,t "k" eine ganze Zahl,

-l wird

die mit einer Rate von 1200 s erhöht / und folglich als Baudzeit-

Index betrachtet werden kann, während "n" eine ganze Zahl ist, die mit einer Rate von 9600 s"¹ (8 mal pro Baud) erhöht wird und folglich als Abfragezeit-Index betrachtet werden

Quadbits in den Schaltungen 73 bilden die Eingangssignale für eine Daten-Signal-Umwandlungstabelle 121. Ein Ausgang 123 dieser Tabelle 121 ist eine von 16 eindeutigen komplexen Zahlen, die den Eingang für den Software-Sender bildet. Der komplexe Sendereingang in der k-ten Baud-Zeit wird als a(k) bezeichnet. Das Programm zum Berechnen des Sendereingangssignals ist in einem beigefügten Anhang unter "readinput PROCedure" beschrieben. Um die Datensignalfrequenz in einen der gewünschten Bandbreitenbereiche 61 bzw. 63 übersetzen zu können, werden sieben Nullsignalwerte bei 125 zwischen die einzelnen komplexen Eingangsabfragewerte eingefügt. Diese in 127 zur Verfügung stehende Kombination wird dann bei 129 digital einer Tiefpaßfilterung unterzogen. Die Elemente 125 und 129 weisen einen interpolierenden Tiefpaßfilter auf, dessen Frequenzgang der Quadratwurzel eines Nyquist potenzierten Kosinus Tiefpaßfilters mit einer Halbamplituden-Ansprechfrequenz von 600 Hz und einem Abfallparameter von 50 % entspricht. Die Funktion des Elements 125 läßt sich mathematisch ausdrücken als

b(n) = a(k), wenn η = 8k

= 0, sonst (1)

wobei die für "k" und "n" geltenden Bedeutungen schon oben erwähnt wurden. Wenn die Koeffizienten des digitalen Tiefpaßfilters 129 mit dlpf(m) für m=O,1...63 angenommen werden, ist der komplexe Filterausgang c(n) wie folgt zu definieren

63
c(n) = V dlpf(m)b(n-m)

(2) BAD ORIGINAL

Bei der Verwirklichung der Gleichung (2) sind Einsparungen möglich, weil nur 1/8 der (b(n)3 Werte, die den Filterspeicher einnehmen, nicht Null sind. Der Software-Algorithmus zur Verwirklichung der bei 125 und 129 angedeuteten Verarbeitungsschritte geht aus dem Anhang als "transmit PROCedüre" hervor und nutzt diese Tatsache mit Vorteil aus..

Der Sender-Tiefpaßfilterausgang 131» nämlich c(n) wird an den Eingang eines komplexen Modulators angelegt. Ein weiterer Eingang 137 ist exp( j2^7(txfrq)n/512), ein Trägersignal. Der Modulatorausgang ist d(n), ein Signal, dessen Spektrum um eine Trägerfrequenz von (txfrq)(96OO)/512 Hz zentriert ist. Bei diesem Beispiel ist txfrq=124, so daß die Trägerfrequenz (124)(9600)/ 512=2325 Hz, d.h. f2 in Fig. 2. Der imaginäre Teil von d(n) bei 135 wird in 139 aufgegeben und das Ergebnis in einem 8-Elementenpuffer 143 gespeichert, der mit outdt bezeichnet ist. Dieser outdt-Puffer 143 wird einmal pro Baud durch Einschreiben seines Inhaltes in das FIFO-Schieberegister 83 gelöscht. Die durchschnittliche Geschwindigkeit dieser Übertragung beträgt 96OO s~ . Die im Anhang erwähnte "mod PROCedüre" beschreibt die Software-Verwirklichung der Schritte 133 und 139, durch die modulierte Datenabfragen errechnet und im outdt-Puffer 143 gespeichert werden. Die Weitergabe von Daten aus dem outdt-Puffer 143 an das FIFO-Schieberegister 83 über die Schaltung erfolgt mittels der im Anhang beschriebenen "synchronize PROCedüre".

An der Empfängerseite des Modems werden reelle Daten des FIFO-Schieberegisters 101 mittels des im Anhang beschriebenen "synchronize PROCedure" an einen 8-Elementenpuffer 145, als Indat bezeichnet, mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 96OO s~ weitergegeben. Die Abfragewerte dieses Puffers werden einzeln in einen komplexen Demodulator 149 eingegeben, der einen weiteren Eingang I53 hat, welcher exp(-j2lT (rxfrq)n/512) ist. Bei diesem Beispiel ist rxfrq=52, so daß die Trägerfrequenz (52)(96OO)/512=975 Hz, d.h. fl in Fig. 2, für

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- ans -

die entsprechende Software wird auf "demod PROCedure" im Anhang verwiesen. Der Demodulatorausgang 151» nämlich e(n), ein komplexwertiges Signal wird dann einer Tiefpaßfilterung in einem digitalen Tiefpaßfilter 155 mit endlichem Impulsansprechvermögen (PIR) unterzogen, dessen Koeffizienten mit denen identisch sind, die im Filter 129 der Sendeseite vorgesehen sind, siehe "receive PROCedure" im Anhang. Das Ergebnis läßt sich mathematisch im Zeitbereich wie folgt ausdrücken

f(n) = \ ' dlpf(m)e(n-m)

m=0 (3)

Diese Pilteroperation dient dem Zweck, ein Echosignal vom entfernten Ende auf ein annehmbares Niveau von ca. 30 dB unterhalb desjenigen des gewünschten Signals zu verringern und begrenzt außerdem das Ausgangssignal des Filters auf die Nyquist-Bandbreite von 6QO Hz, so daß eine weitere Verarbeitung im Empfänger mit einer Geschwindigkeit von 1200 s~ durchgeführt werden kann. Während Gleichung (3) suggeriert, daß

der Filterausgang achtmal pro Baud berechnet wird, wird für die späteren Verarbeitungsschritte nur eine Abfrage des Filterausgangs P^ro Baud benötigt. Deshalb braucht tatsächlich nur ein Filterausgangssignal pro Baud berechnet zu werden, und es wird eine Abfrage bei 159 aus jeweils acht Abfragewerten ausgewählt, die bei 157 zur Verfügung stehen. Der Filterausgang mit Baud-Rate bei 161 ist gegeben durch

w(k)=f (8k+time ) (4)

worin "time" eine ganze Zahl ist, die den Ausdruck Ii: time^B erfüllt. Der Wert von "time" wird während der Übungsprozedur des Modems gewählt.

Das Signal w(k) enthält sowohl das gewünschte Signal des entfernten Modems als auch eine signifikante Komponente des Ortsechos, Eine Kopie I65 des Ortsechos, als v(k) bezeichnet, wird deshalb in I63 von w(k) subtrahiert, um in I67 den

SAD ORIGINAL

- 17 -

Wert x(k) zu erhalten, das empfangene Nettosignal, welches für die weiteren Signalverarbeitungsschritte im Empfänger des Modems benutzt wird. Die Ortsechokopie v(k) wird in der Echokompensationseinrichtung 53 aus dem Eingangssignal bei 123» nämlich a(k) erzeugt, wie nachfolgend beschrieben werden soll.

Das Signal a(k) bei 123 wird durch einen linearen, zeitunveränderlichen Teil 175 der Echokompensationseinrichtung 53 gefiltert, dessen Filterkoeffizienten (eccoef(m")j M=O,1.._t..35} sind. Der entsprechende mathematische Ausdruck für das Signal bei 177 ist

35
u(k) = V^ eccoef (m)a(k-m)

m=0 (5)

Die Filterfunktion 175 ist so eingestellt, daß sie dem linearen, zeitunveränderlichen Teil der Fernsprech- und Modemleitungen zwischen den Stellen 123, heraus zur Gabelschaltung 39 der Fernr sprechanlage (Fig. 1) und zurück zur Stelle l6l (Fig. 4) der Verarbeitung im Modem 23 entspricht. Die Bestimmung der "eccoef"-Koeffizienten erfolgt während einer tibungsprozedur, die nachr· folgend beschrieben wird. Diese Filterfunktion wird vorzugsweise auf periodischer Basis aktualisiert, um Änderungen im Ortsechoweg Rechnung zu tragen, die im Verlauf der Zeit auftreten können.

Das Signal u(k) bei 177 muß weiterverarbeitet werden, um die Modulations/Demodulations-Operationen I33 und 149 auszugleichen, die im Ortsechoweg bestehen. Das ist nötig, weil die Modulations/Demodulations-Funktionen des Modems eine zeitveränderliehe Komponente einführen, die nicht durch die zeitunveränderliche Filterfunktion 175 darzustellen ist. Diese Verarbeitung erfolgt in 179 und I83 und kann wie folgt beschrieben werden:

^{A ;i}BÄI> ORIGINAL

v(k)=u(k)*exp( j2Af(txfrq)(8k+ time)/512.)

*exp(-j2Jitrxfrq)(8k+ t1me)/5l2)' (6)

worin ein Stern eine Multiplikation angeben soll. Komplexe Modulationsschritte 179 und 183 stellen eine zeitveränderliche Komponente der Echökompensationseinriehtung dar, die durch die Differenz der Modulationsfrequenzen txfrq (proportional zu f2) und rxfrq (proportional zu f1) über die Schritte 181 und 185 gesteuert wird. In bekannten Vorschlägen zur Echokompensation wird eine solche zeitveränderliche Funktion nicht eingeführt. Es scheint zunächst auch nicht möglich oder erwünscht zu sein, ein Löschsignal mit der Baud-Rate zu entwickeln und anzuwenden,weil die Modulations/Demodulations-Operationen normalerweise mit der Abfragerate und nicht mit der Baud-Rate

durchgeführt werden. Es läßt sich zeigen, daß der jeweils nötige Echokompensationsausgang zur Baud-"time" errechnet werden kann, wenn nur Filter- und Modulations/Demodulations-Signale mit Baud-Rate verwendet werden. Gemäß bekannten

Prozeduren wird die Echokompensation an der Fernsprechleitungsseite der Modulations/Demodulations-Funktionen vorgeschlagen, und zwar entweder in digitalen oder analogen Teilen des Modems. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen, die vorliegende Echokompensation, wie gezeigt, wegen einer weniger koniplexön und schnelleren Verarbeitungszeit mit Baud- Rate

durchzuführen. Die Software-BeSchreibung der den Gleichungen (5) und (6) entsprechenden Schritte einschließlich der Einstellung der £eccoef$ -Koeffizienten des Filters 1?5 findet sich in der "ecancel PROCedure" im Anhang.

Der Rest der Verarbeitungsschritte 169 im Modem besteht aus Algorithmen für adaptive Entzerrung zum Reduzieren von Zwischensymbol störungen, für das Nachlaufen hinter Änderungen, in der Trägerphase und Baud-Zeitgebung und für die Zuordnung des verarbeiteten Signals 171, welches in jedem Baud-Intervall y(k) empfangen

wird, zu einem von 16 möglichen empfangenen komplexen Werten. Schließlich wird bei 173 eine von 16 Kombinationen von 4

BAP. ORlGfNAL

Datenbits auf der Basis von y(k) gewählt, und diese 4 Bits werden an den Steuerprozessor weitergegeben. Die Software für diese Weiterverarbeitungsschritte ist im Anhang unter "writeoutput PROCedure" zusammengefaßt.

Ehe der Modem im Datenmodus betrieben wird, muß eine Ubungsprozedur durchgeführt werden, während der Echokompensationsfilterkoeffizienten erstmals gelernt werden. Um diese Prozedur durchzuführen, ist es nötig, auf irgendeine Weise den entfernten Modem in Ruhezustand zu versetzen, so daß die am Eingang des örtlichen Modems beobachteten Signale allein Kanalrauschen sowie örtlich entstehende Signale sind. Wenn sich das Modem bei bereits gewähltem Zeitpunkt ("time") in diesem Zustand befindet und alle Pil terspeicher fei der auf Null gestellt sind, wird eine einzelne Einheitsabfrage <i(k) bei 123 in den Sendereingang einge^ geben, wie Pig. 5 zeigt. Diei Baud-Zeit, mit der die Einheitsab-r frage angelegt wird, definiert k=0. Der Modem wird betrieben für k=0, 1...35» wie in Fig. 5 gezeigt und im Anhang unter "trainingmode PROCedure" beschrieben. Das bedeutet, daß alle Verarbeitungsschritte durchgeführt werden, die das übertragene Signal längs des Echoweges bis zu demjenigen Punkt führen, an dem w(k) am Ausgang l6l des digitalen Tiefpaßfilters 155, 159 des Empfängers gewählt wird. Gleichzeitig erfolgt eine Abfrage der Trägersignale des Senders und Empfängers in den Zeitpunkten

n=8k+time '

bei k=0, 1...35J die Signale werden in einer Mischstufe 201 multipliziert, und die komplexe Konjugierte des Ergebnisses wird durch Andern des Vorzeichens des imaginären Teils in errechnet. Das entstehende Signal ist exp(J2)T(rxfrq-txfrq) (8k+Zeit)/512). Dann wird der k-te komplexe Echokompensationskoeffizient errechnet als

eccoef (k)=w(k) exp( j2 7T(rxfrq-txfrq) 8k+time )512

(8)

für k=0, 1...35, und die resultierenden 36 komplexen Koeffir-

zienten werden die Echokompensationskoeffizienten "eccoef", die im Datenmodus im Echokompensationsteil 175 gemäf3 Pig. b benutzt werden.

Während des Betriebs im Datenmodus fährt das Modem fort, die Koeffizienten der Echokompensationseinrichtung einzustellen, um jede mögliche langsame Änderung zu verfolgen, die im Ortseöhdweg während eines langdauernden Sende- und

Empfangsbetriebes auftreten kann. Da die Echokompensationskoeffizienten gelernt werden, ehe der Datenmodus beginnt, braucht der Aktualisierungsalgorithmus nur die Fähigkeit zu haben, auf langsame Änderungen im Echoweg anzusprechen, so daß der LMS (Least Mean Square =kl ei liste quadratische Abweichung)-Algorithmus, der dem Fachmann auf dem Gebiet der Modemkonstruktion geläufig ist, zum Aktualisieren der Beiwerte benutzt werden kann. Die zeitveränderliche Natur der erfindungsgemäß benutzten Echokompensatiönseinrichtung macht es jedoch erforderlich, daß der grundlegende LMS-AlgorIthmus entsprechend modifiziert wird» Die Vier Elemente, die beim LMS-Algorithmus eine Rolle spielen, sind das Abweichungssignal x(k), die Daten a(k), die aktualisierten Koeffizienten ieccoef(k); k=0, 1...35} sowie ein Aktualisierungsparameter A , meistens eine kleine positive Zahl. Im vorliegenden Fall muß das Basis-Abweichunqssignal ' x(k) durch die zeitveränderlichen Elemente der Echokompensationseinrichtung reflektiert werden, mit dem Ergebnis, daß ein modifiziertes .Fehlersignal x'(k) abgeleitet wird. Das bedeutet, daß x'(k) wie folgt auszudrücken ist . ·

x'(k)=x(k)*exp( J2/Krxfrq) (8k+ tin»)/512) exp( -J2jj<txfrq) (8k+ time)/512)

(9)

Wenn das erledigt ist, hat der Aktualisierungsalgorithmus folgende FornT. eccoef (k>m) soll der Wert des m-ten

Echokompensationskoeffizienten nach der Übertragung von k Bauds sein, dann ist eccoef (k+l;m) gegeben durch:

9AD

eccoef(k+l;m)=eccoef (kjm)-A x'(k)a (k-m) (10) für m=0, 1...35.

Da das Fehler signal x'(k) in den Schaltungen I67 (Pig. Ό zu-* sätzlich zu dem Restechosignal von vielen Signalen, insbesondere dem an entfernter Stelle erzeugten Datensignal selbst, beeinflußt wird, sollte der ParameterA sehr klein gewählt sein, damit das Aktualisieren sehr langsam erfolgt und infolgedessen hauptsächlich durch das beeinflußt wird, was langfristig im Echoweg geschieht. Das hier umrissene Verfahren ist in Software-Form im Anhang unter "ecupdate PROCedure" be-r schrieben.

BAD ORIGINAL

ANHANG
Software-Reschreibung der Erfindung

Die für die Beschreibung der Software-Verwirklichung der Erfindung benutzte Sprache entnimmt ihre Notation der"process design language"(PDL)₁ wie sie von B.C. Linger, H. D. Mills und B.I. Witt in "Structured Programming: Theory and Practice", Reading, Mass.: Addison-Wesley, 1979 beschrieben wurde. Die Merkmale dieser Darstellung werden nachfolgend zusammengefai3t.

Das grundlegende Programmelement in der PDL-Sprache ist die Prozedur. Beginn und Ende einer Prozedur werden durch die Schlüsselworte PROC bzw. CORP (PROC rückwärts buchstabiert) gekennzeichnet.. Prozeduren werden mit ihrem Namen identifiziert, und die Aufstellung:

PROC procname

CORP

wird benutzt, um eine als "procname" bezeichnete Prozedur zu beschreiben. Prozeduren werden mit dem Schlüsselwort RUN aufgerufen. Zum Beispiel:

RUN procname
bewirkt, daß die "procname" genannte Prozedur abläuft.

Alle in der Beschreibung benutzten Daten sind globaler Natur, so da« jede Prozedur jederzeit zu jeder Datenstelle Zugriff hat. Deshalb werden, obwohl Prozeduren die gleiche Punktion erfüllen können, die Unterprogramme in anderen Sprachen erfüllen, in dieser Beschreibung keine Pseudonamen für Daten verwendet.

Programmanweisungen innerhalb einer Prozedur werden sequentiell abgearbeitet, wenn nicht später zu erläuternde Schlüsselworte etwas

A-I

anderes angeben. So bewirkt die Prozedur PROC threelines (Anweisung 1) (Anweisung 2) (Anweisung 3) CORP

da/3 die genannten drei Anweisungen in natürlicher Reihenfolge abgearbeitet werden.Wenn verschiedene identische Anweisungen der Reihe nach jeweils mit unterschiedlichen Daten abgearbeitet werden sollen,kann die Notation POR-DO-OD (DO rückwärts buchstabiert) benutzt

werden. Das folgende Beispiel zeigt, wie diese Technik zum Löschen der Stellen 1, 2...10 des Speichers angewandt werden kann:

FOR

i: £ (1,10) by I DO

(i-te Speicherstelle freimachen) OD

Die Reihenfolge der Abarbeitung der Anweisungen in einer Prozedur kann auf verschiedene Weise geändert werden. Die erste geschieht mit Hilfe eines Satzes von Schlüsselworten: IF-THEN-ELSE-FI (IF rückwärts buchstabiert). Zur besseren Klarheit läuft die Aufstellung IF

(Wenntest)

THEN

(Dannteil)

ELSE

(Sonstteil) FI

wie folgt ab. Zunächst wird die Bedingung(Wenntest)geprüft. Ist die Bedingung erfüllt (wahr), wird der Abschnitt(Dannteil)abgearbeitet, während der Abschnitt(Sonstteil) nicht abgearbeitet wird. Ist die Bedingung nicht erfüllt (falsch), läuft der Abschnitt(Sonstteil) ab, während der Abschnitt (bannteil)nicht abgearbeitet wird, Auf jeden Fall erfolgt die Wiederaufnahme der Abarbeitung mit der ersten Anweisung, die auf das Schlüsselwort

A-2

BAD ORIGINAL

FI folgt. Die IF-THEN-ELSE-FI Konstruktion kann benutzt werden, um die einfachere IF-THEN-FI Konstruktion zu definieren, in der der Abschnitt ELSE Null und folglich nicht enthalten ist.

Es sind noch zwei Schlüsselwortkonstruktionen zu definieren, die in dieser Beschreibung benutzt werden. Hierbei handelt es sich um die Konstruktionen WHILEDO (WHILE-DO-OD) und DOUNTIL (DO-OD-UNTIL). Die WHILEDO Konstruktion wird wie folgt benutzt: .

WHILE
(Währendtest)

DO-(Ausführungsteil)

OD

Hierbei wird die Bedingung (Währendtest) ausgewertet. Ist die Bedingung erfüllt (wahr), läuft der Abschnitt (Ausführungsteil) ab, und die Bedingung (Währendtest) wird erneut ausgewertet. Der Abschnitt (Ausführungsteil) läuft nach jedem Test so lange ab, wie die Bedingung (Währendtest) erfüllt ist. Sobald die Bedingung nicht erfüllt (falsch.) ist, wird die/ÖD folgende Anweisung abgearbeitet. Die Konstruktion DOUNTIL wird wie folgt benutzt:

DO
(Ausführungsteil)

UNTIL
(Bistest)

OD

Hier läuft der Abschnitt (Ausführungsteil) einmal ab, und dann wird die Bedingung (Bistest) ausgewertet. Ist die Bedingung erfüllt (wahr), dann wird der Abschnitt (Ausführungsteil) wiederholt. Ist die Bedingung nicht erfüllt (falsch), wird die erste auf OD folgende Anweisung abgearbeitet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Konstruktionen WHILEDO und DOUNTIL sich hauptsächlich dadurch unterscheiden, daß im Fall von WHILEDO die Testbedingung zuerst ausgewertet wird, während im Fall von DOUNTIL der Abschnitt DO einmal abgearbeitet wird und dann der Test UNTIL ausgewertet wird. Der Abschnitt DO-OD der Konstruktion DOUNTIL läuft also immer mindestens einmal ab, während der Abschnitt DO-OD im Fall der Konstruktion WHILEDO überhaupt nicht abgearbeitet wird, wenn der Test von Anfang an "falsch" ergibt.

BAD ORIGtNAL "..

Bemerkungen in der Be Schreibung; sind in eckige Klammern eingeschlossen, zum Beispiel

£bies ist eine Bemerkung^]

Die in der Beschreibung benutzten Operatoren folien größtenteils dem in der Mathematik üblichen Gebrauch. Jedoch machen die folgenden drei Symbole eine Ausnahme ':=', '=', und V· Hiervon wird ':=' in Zuweisungsanweisungen benutzt. So wird zum Beispiel

rl:=5 ■

benutzt, um den numerischen Wert 5 der Variablen rl zuzuordnen. Die Symbole '=' und '/■ werden nur in logischen Tests benutzt. Das Symbol '=' ist ein Test für die Gleichheit oder

Äquivalenz und das .Symbol V bedeutet "ist nicht gleich",

Der Stern bezeichnet eine Multiplikation,

Die Beschreibung der Software ist um das folgende Hauptprogramm herum organisiert. Die verschiedenen Prozeduren (PROCedureg), aus denen das Hauptprogramm besteht, sind auf den nachfolgender} Seiten aufgelistet. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit ist die Seitenzahl, auf der die entsprechende Prozedur zu finden ist, immer dann als Bemerkung angegeben, wenn diese Prozedur abgearbeitet werden soll (¹¹RUN)-AlIe in der Beschreibung benutzten Variablennamen sind in dem auf Seite A-13 beginnenden Abschnitt DATA-ATaD definiert.

PROC main

RUN synchronize [sh. Seite Λ — 5-U
IF

state-datarnode
THEN

RUN datamode [sh. Seite A-63
ELSE

RUN trainingmode [sh. Seite A-6 Γ)
PI
CORP

A-4

BÄÖ 'ORIGINAL

PROC synchroni π·? CIN: clod.; OUT: s t-τι te, t ::supt, rxsgp t, t >:rn t, t;:phz_r rxphz,

t;:sg< 72), r:; sq ( 128 ) J

IF -

(erster Eintrag)

slate: -ir -ai not her t ;;syp t :=t>:sg r:;i.qp t:-rxsg t >;cnt. t;;phz

--•Ci =0

=0 FOR

i:<sC0,71> by DO

mem( t ;:sg + i ) i =0.< OD FOR

i:6(O_r 12?) by DO

(Uhr rUcksetzen und Uhrlauf starten) FI WIlILE

(Uhr noch nicht bis 1/1200 sek, gelaufen ist) DO

(nichts) OD FOR i:e(1, S) by I ■ DO (mem(outdat+i)auf D/A fifo Übertragen)

(Abfragewert von A/D fifo auf mem(indat+i) übertragen) OD

(Uhr rUcksetzen und Uhrlauf starten) CORP

- A-5 BAD ORIGINAL.

PROC training mode

IF
state=trainother

THEN

(Weitere Stufen des Modem üben. Zeitgabe auswählen (d.h. "time" auf einen von Null verschiedenen Wert setzen). Wenn das beendet ist, veranlasse den fernen Sender, Null für die Dauer der Übungsprozedur der Echokompensationseinrichtung zu übertragen und setze state:=trainee.)

ELSE (üben des Echokompensator

RUN unit 5.ample C sh. S. A-Il-

RUN transmit L' sh. S. A-Ii.]

RUN receive t sh. S. A-IO.3

RUN eerneasure L Sh. S. A-8.3

FI
CORP

PROC datarnode

RUN read input C sh. S. A-9.3 RUN transmit C sh. S. A-Il.3 RUN receive C sh. S. A-IO.3 RUN ecancel L sh. S. A-7.3 RUN ecupdato L sh. S. A-S.3 RUN writeoutput C sh. S. A-12.3

A-6 BAD ORIGINAL

PROC cf lit CIN: ri-i, r9, rl3, rl4, rl':.; OUT: rll_rrl2] >:·:■: =0.0 rO.'=rlo+t"? rl:-rl4+r2

Fv.;J if.ull C sh. S. A-?.

r*0:=rl"5 rl:=rl4 Ic:=rl3

RUN mull L sh. S. A"-9.

r 12:-::<:< ;:o:=0.0 fO:=rl5 ri:=rl4+r2

RUN mult L sh. S. A-9.D

ri:=rl4 Ic:=rl3+r"?

RUN mult E. Sh. S. A-9.

rli:"=xo CORP

PRO¹.: de mod CIN: r4, r!;., r::ph::, i η ti st (Ö) ; OUT: r :;-Kjot (1 23 ) ] r;:ph::=r::ph=-r;;frq (rnöd 512) rn>?rfi(r 15) :=rne;rn( r4 )^rncrn(cos ^r:;phs )

meu(r 13+04 ): —intMn ( r4) ftfnetn ( s in^r:-:phr ) COHP

PROC eeaneel CIN: txs«3 (72), lpoutr, lpoul);; OUT: rll_rrl23 r>:=^:36 rc:=-txph = t-r;:ph:t (mod 512) r?:=36 rl3: =t:isgfn r 1 4.' »i'ccoef rl5:--t::sgpt

RUN cfilt C sh. S. Λ-7,3 RUN phsh C Sh. S. A-9.D

rl2:=rl2-r4 rll:-rll-r3 COrvP

A-7 BAD ORIGiNAL

PROC eerneasure CIN: r;:phnt, t xphz t _r lpout r _r lpou t::, t;:cn t; O¹JT; t::cnt,

eceoef(72),st ate H ro: =t;:phzt+rxph::t (mod 512) rl l: = lpout >; r12: ■ = lpoutr

RUN phsh C sh. S. A-9.J

rnernieccoef -H ::cnt): =r4 mem (eccoef +1 ;:cnt+3o) J =r3 t>:cnt:=txcnt + l

txcnt-36

state:=data FI CORP

PROC ecupdate LIN: txphzt, rxphst, eccoef ( 72), t ::sg ( 72) ; OUT: ^rcippf (72 ) ri:=t>:sgpt-l ^r

= t>:sgpt—1 =iccoef—1 = t>iphzt+r>:phzt (mod 512)

ent:=35

RUN phsh C sh. S. A-9.3

cnt>-l DU ri:~rl+l IF

rl>36 THEN

r1:=r1-3ό FI r2:=r2+l

tnern ( r2) : =rnern ( r2 ) +r "S^inern ( r 1 +'?<S ) +ri^rn^m (rl) rnern (rÄ'+36) : =rnern ( r2+36)-i-r 3>>mefii( rl ) -t r 4 ^mom ( rl ·ι-3ό) OD CORP

PROC mod CIN: t;;ph;, r4, rll, rl2; OUT: ou t d t ( S ) txph;::=t;;phz-tt>:frq (mod 512)

rnem(r4): =rl2?<inern(co5H-t::ph^)--rl U-merni sun t:;p CORP

A-3

PROC mult CIN: rO, r 1, rl', r':\ lc, ;;o; OUT: ;;oj ent:~r2~l >:::: "m>3fn< rO) rO:-rO+l WHILE

•-■nt>-l ■

rl)

rO>lc THEN

rO:~rO~r9 FI

xo: =:;>;^xy + ;-: >:x:-ίι>2Γπ( rO) rO:=ru+l cnt:=cnt-l OD
CURP

FROC phsh CIN: ro,rll_rrl2; OUT: r'6_T r'2'. -r 11 srnern (cos + ro) -r 12:*m=£?rn ( s in+ro)

r4: =r 12^rnefn(cosH-r6)-f r 1 l^rn>?rn ( s ι n-<-r6) CORP'

PROC readinput (OUT: rO, rl) (Aufnehmen von 4 Datenbits vom DTE.

Entsprechende Verwürflungs- und Kodieroperationen auf diesen und vorher aufgenommenen Bits ausführen, um 4 Bits von zu sendenden Daten zu erhalten. Diese 4 Bits einer von 16 eindeutigen komplexen Zahlen zuteilen. Den reellen Teil der komplexen Zahl in rO stellen; den Imaginärteil der komplexen Zahl in rl stellen.) CORP

PROC rf i 11 ClN: r 1\ r9, r 13, r 14, r 15; OUT: r 1 i _r r ' >;o.'=0.0 rO:=rl5 ri:=rl4 Ici=rl3

RUN muH L sh. S.- Λ-'7.

rl2:=::o >;o:=0.0 rOl-rO+r?

RUN muH C sh. S. A-9. J

rll:=üo COKP

A-? BAD ORIGINAL

PROC receiv»? CIN: ι nd'it (S), r::ph:, t ifiie, r::s<j ( 12·'

r>!pli2t, rxsg (123) J r2:=<S4

; OUT: 1 ρου Ir, lpout κ,

= i ndat

r10:=8 rl3:~rxsgfn rl4:-dlpf r 15: ^rxsgp't

r4:=r4+l

RUN demod C sh. S . A-7.J

r 10=t irne THEN

RUN rf :lt C Sh. S. fii-9. J

-rl!

r>:p	hzt :-	FI	rl?	OD	rl 5-1
lpe	u t r:^::	rl 5.'*	THEN	rxsgpt:
lpout:;: =	IF	FI	CORP	<r:;2g
r 5 0: =^:
UNiIL	.-t 1-
rl 0=0	Π0-1



= rlb

A-IO BAD ORIGINAL

3t

PROC transmit LlN: "rC>, r 1, t ::ph::, t irno, t ;:r,g (/;j) ; OUT: outd t (■:·), L txphzt, t;:i.g( 72)3

1-4: -outdt r^<7':-3<> f 10: =8

r 14; --Ü Ip f rl3:-t;;sgpt-l

rl5<txsg TUEN

r15:=r15+36 FI t ;:<bgpt: =-rl5 rni?rn(rl5) :-rÖ rr,ern(rl5+36):-rl Du

RUN rfilt L sh. S. A-9.D

r4:=r4+l

RUN mod L Sh. S. A-G.3

rl4:=rl4+16 IF

rlO:=tirne THEN

t::phzt:=txph2 FI

r-10:=rl0-l UNTIL

KlO=O OD CORP

unitsampl·? LIN: txcrit; OUT: rO_rrlJ IF

txcnt=O THEN rO:~l.Ü

ri:-0.ü ELSE rO:-0.0

rl:=0.0 FI COHP

BAD ORIGtNAL

Si

PROC write output [lN: rll, rl 2)

(rl2 ist als reeller Teil und rll als imaginärer Teil einer komplexen Eingabe in den Rest einen Empfangssystems zu betrachten, welches eine adaptive Entzerrung, Trägernachlauf,. Entkodierung und Entwürfelung durchführt, um k Datenbits wiederzuerlangen, wie sie von einer fernen Datenstation DTE übertragen werden. Diese 4 Datenbits an

die Datenstation DTE weitergeben.)

A-12

BAD ORIGINAL

DATA /in diesem Abschnitt sind alle in der obigen Beschreibung verwendeten Daten definiert,J

ent /SchleifenzählerJ

datamode /Senn "state=datamode" arbeitet der Modem so, daß er Daten an DTE abgibt und von DTE empfängt und Signale über den Fernsprechkanal sendet und empfängt yj

cos C Start Adresse der Kosinus tabelle . Die Tabelle enthält'512 Einträge, die so organisiert sind, daß mem(cos+i)=cos(2*i/512) für i=0, 1......511*7

del;ta /Aktualisierung der Verstärkung für die Echokompensationskoef f izienten.7

dlpf /"Start Adresse für Feld von digitalen Tiefpaßfilterkoeffizienten , die sowohl im .Sender als

auch im Empfänger benutzt werden. Der i-te Filterkoeffizient bei mem(dlpf+i) für i=0, 1...63 gespeichert^

e'ccoef /"Start Adresse des Eehokompensationskoeffizienten-

feldes. Der reelle Teil des i-ten Koeffizienten ist bei mem(eccoef+i) gespeichert; der imaginäre Teil des i-ten Koeffizienten ist bei mem(eecoef+36+i ) gespeichert? für i=0, 1...35·_7

indat /"Adresse von Eingabedaten vom A/D- Urn set ze r.

Acht Eingabedaten vom A/D sind bei rnem(indat+i) gespeichert, für i=l,2...8._7

indat(8) /Diese Notation bezeichnet das ganze Feld von

Daten, die durch indat adressiert werden J

Ic /Vergleichswert (Ic bedeutet load comparator^

lpoutr /Reeller Teil des Empfä"nger-Tiefpassfilterausgangs."7 lpoutx /imaginärer Teil des Empfänger-Tiefpassfilterausgangsr/

/datenspeicher (entweder ROM oder RAM),

Bei der Adresse i im Speicher gespeicherte Daten werden be·

A-13

original

HQ

zeichnet mit mem(i)7J^!

outdt (Adresse eines Feldes von Ausgangsdaten, die an D/A weiterzugeben sind. Acht Feldwerte sind bei mem (outdt+i) gespeichert, für i=l,2.. .87J

outdt(8) (Diese Notationsweise bezeichnet das ganze. Feld, das mit outdt adressiert wirdj'

rk (Für k=0,1...15, rk ist ein Register eines Satzes von 3,6 Registern,

die der Prozessor als Arbeitsspeicher benutzt. Die Register dienen dazu, Daten und Adressen an Unterprogramme (PROCs) weiterzugeben und von diesen zu empfangen^

rxfrq [Ganzzahliges Phaseninkrement entsprechend einer Empfangs-Trägerfrequenz von 2325 Hz basierend auf einer Sinus/Kosinus ROM-Tabelle mit 512 Einträgen. Das heißt rxfrq=(512)(2325)/9600_7

rxphz [Akkumulierter Wert des Empfangs-Trägerphasenwinkels, ausgedrückt als eine ganze Zahl mod 512. Der entsprechende Winkel ist rxphz*2J//512 rad]

rxphzt [Wert von rxphz in dem Zeit entsprechenden Moment./

rxsg (Start Adresse des Empfänger-Tiefpassfilter-Datenspeieheirs, Der reelle Teil der i-ten Eintragung ist bei me.m(rxsg+i) gespeichert; der imaginäre Teil der i-ten Eintragung bei mem(rxsg+64+i), für i=0,1...637

rxsg(128) [Dies bezieht sich auf das ganze durch rxsg adressierte Feld./

rxsgfn [Adresse des letzten (Abschluß)-Gliedes des Empfänger-Tiefpassfilter--Speicherfeldes (rxsgfn=rxsg+64)7 ·

rxsgpt [Empfängersignalzeiger: Hinweisadresse (Zeiger) für Speigher des Empfänger-Tiefpassfilters. Der reelle Teil der demodulierten Daten ist bei mem(rxsgpt) gespeichert; der imaginäre Teil der demodulierten Daten bei mem(rxsgpt+64)7

sin [Start Adresse der Sinustabelle. Die Tabelle enthält *

512 Einträge, die so organisiert sind, daß

A-14

BAD'ÖRIGfNAL

trainee
trainother

mem(sin+i)=sin(2JT*i/512) für i=Q, 1.. .511../ state /Diese Variable wird benutzt, um den Zustand des Modems zu verfolgen. Die möglichen Zustände sind: trainother, trainee und datamode.J^

time /Sine ganze Zahl aus/ Menge£0,1.. .8} und einem

von acht Abfragewerten, die während

jedes Baud-Interval Is am Ausgang des Empfänger- · Tiefpassfilters zur Verfügung stehen. Nach der

Wahl von "time" während der Übungsprozedur braucht nur derjenige Filterausgang berechnet zu werden, der "time" entspricht J

/ftenn "state=trainec", wird die. Prozedur zum Trainieren der Echokompensationseinrichtung abgearbeitet^ /ftenn "state=trainother", wird die Prozedur abgearbeitet, mit der andere Teile des Modems als die

Echokompensationseinrichtung eingeübt werdenTj /Ein ganzzahliges Phaseninkrement, welches einer Sender-Trägerfrequenz von 975 Hz entspricht, basierend

auf einer Sinus/Kosinus ROM-Tabelle mit 512 Einträgen, d.h. txfrq=(512)(975>/ 9600.7

txphz /Akkumulierter Wert des Sender-Trä'gerphasenwinkels,

ausgedrückt als ganze Zahl mod 512.

Der entsprechende Winkel ist txphz#21Ϊ7512 radJJ txphzt /Wert von txphz in dem durch "time" bestimmten

Moment.J
txsg /"Start Adresse des Sender-Tiefpassfilter-Datenspeichers.

Senders. Der reelle Teil des i-ten Eintrags

ist bei mem(txsg+i)/' der imaginäre Teil des*i-ten Eintrags bei mem(txsg+36+i)_?für i=O,1...36.

Die durch txsg adressierten Daten werden auch als Daten für den Echokompensationsfilter benutzt J txsg(?2) /Dies bezieht sich auf das ganze mit txsg adressierte Feld J

txsgfn C Adresse des letzten Elementes des reellen

Teils des txsg(72)~ Feldes (txsgfn= txsg+35).]

-A-I5

u

txsgpt C Sendersignalzeiger: Hinweisadresse (Zeiger),

die Elemente der txsg( 72 )- Feldes lokalisiert._7 xo /fiultiplikatorausgabe^y¹

xx ^ultiplikatoreingabej/'

xy /flultiplikatoreingabej⁷

A-16

•'BAD-. ORIGINAL

Claims

Priorität: 1. April 1982 - USA - Serial No. 364,320 Patentansprüche

1. Pernsprechmodem für das gleichzeitige Übertragen und Empfangen von Datensignalen mit einer geringeren als einer gegebenen Fehlerhäufigkeit über eine gewöhnliche Fernsprechwählleitung einer nutzbaren Bandbreite,

gekennzeichnet · durch eine Einrichtung, die digitale Daten in analoge Signale umwandelt und die analogen Signale durch die Fernsprechleitung in einem ersten Bereich der nutzbaren Bandbreite überträgt, und eine Einrichtung, die analoge Signale von der Fernsprechleitung empfängt und diejenigen

die

Signale,/innerhalb eines zweiten Bereichs der nutzbaren Bandbreite/ in^aIgitale Daten umwandelt, wobei der erste und zweite Bandbreitenbereich verschiedene, jeweils im wesentlichen etwa die Hälfte der Fernsprechleitungsbandbreite ausmachende Teile und so angeordnet sind, dai3 sie im wesentlichen die gesamte Fernsprechleitungsbandbreite ausmachen, und der erste und zweite Bandbreitenbereich einander im Frequenzpaßband etwa in der Mitte der nutzbaren Bandbreite in solchem Ausmaß überlappen, daß ein Ortssignalecho normalerweise zu einer Fehlerhäufigkeit oberhalb der gegebenen Fehlerhäufigkeit führen würde, aber ein

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Fernsignalecho normalerweise zu einer Fehlerhäufigkeit führen würde, die geringer ist als die gegebene Fehlerhäufigkeit, und durch eine Einrichtung, die zwischen die Sende- und Empfangseinrichtung geschaltet ist und von einem empfangenen Signal jeglichen Teil eines übertragenen Signals innerhalb des Lberlappungsbereichs des ersten und zweiten Bandbreitentereichs subtrahiert, um dadurch das Ortsecho zu unterdrücken und die Fehlerhäufigkeit von Echos auf weniger als die gegebene Häufigkeit zu reduzieren, was die maximale Nutzung der gegebenen Fernsprechleitungsbandbreite für rasche Datenübermittlung ermöglicht.

2. Fernsprechmodem nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß die Übertragungseinrichtung eine Einrichtung aufweist, die auf digitale Datensignale in einem Rasisband anspricht und die Frequenz dieser Signale in den ersten Paßbandbereich mittels einer ersten Trägerfrequenz verschiebt, die im wesentlichen in der Mitte des ersten Bandbreitenbereichs liegt, datö die Empfängereinrichtung eine Einrichtung aufweist, die auf analoge Signale in einem zweiten Paßbandbereich anspricht, die von einer Telefonleitung empfangen werden, um deren Frequenz in ein Basisband mittels einer zweiten Trägerfrequenz zu verschieben, die im wesentlichen in der Mitte des zweiten Bandbreitenbereichs" liegt, und dai3 die Subtraktionseinrichtung eine Einrichtung aufweist, die auf Basisband-Digitaldaten-Signale in der Sendereinrichtung anspricht und von einem empfangenen Digitaldaten-Basisband-Signal ein .Löschsignal subtrahiert, welches

von einem zeitveränderlichen System abgeleitet wird, das von den ersten und zweiten Trägerfrequenzen abhängig ist.

3. Fernsprechrnodem für das gleichzeitige Senden und Empfangen von Datensignalen über eine herkömmliche Fernsprechleitung von gegebener nutzbarer Bandbreite, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die digitale Signale in analoge Signale umwandelt und die analogen

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Signale durch die Fornsprechleitung überträgt, wobei die Sendeeinrichtung eine Einrichtung aufweist, die auf die digitalen Datensignale in einem Basis band anspricht und die ■^1wequenz dieser Siraiale durch Verwendung einer ersten Trägerfrequenz verschiebt, durch eine Einrichtung, die von der Fernsprechleitung analoge Signale empfängt und diese Signale in digitale Signale umwandelt, wobei die Empfangseinrichtung eine Einrichtung aufweist, die auf analoge Signale der.Fernsprechleitung anspricht und deren Frequenz mittels einer zweiten Trägerfrequenz in ein Basisband verschiebt, und durch eine Einrichtung, die auf digitale Datensignale im Basisband in der Sendeeinrichtung anspricht und von einem empfangenen digitalen Datensignal im Basisband Teile eines übertragenen Signals subtrahiert, die im empfangenen Signal auftreten, um dadurch jegliches Ortsecho zu unterdrücken und die durch solche Echos verursachte Fehlerhäufigkeit zu verringern, wobei die Subtraktionseinrichtung eine Einrichtung aufweist, die die 13asisbandsignale der Senkeinrichtung mit einer zeitveränderlichen Funktion multipliziert, welche von den ersten und zweiten Trägerfrequenzen abgeleitet ist.

4. Verfahren zum gleichzeitigen Übermitteln von Datensignalen in zwei Richtungen zwischen Datenstationen über eine gewöhnliche Fernsprechleitung von gegebener Bandbreite, dadurch gekennzeichnet , daß die Datensignale in einer Richtung auf einen ersten Bandbreitenbereich beschränkt werden, daß die Datensignale in der anderen Richtung auf einen zweiten Bandbreitenbereich der Fernsprechleitungsbandbreite beschränkt werden, wobei die Bandbreitenbereiche kumulativ im wesentlichen die B'ernsprechleitungsbandbreite ausfüllen und einander etwa in der Mitte desselben um ein Ausmaß überlappen, daß an jeder Datenstation im wesentlichen alle Frequenzen außerhalb eines der Bandbreitenbereiche in einem Ausmaß gedämpft werden, bei dem von der entgegengesetzten Datenstation innerhalb des einen der Bandbreitenbereiche reflektierte Signale auf Pegel gedämpft werden, die den Empfang eines Signals in einem der Bandbreitenbereiche nicht übermäßip^ stören, und daß aus dem an

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der Datenstation in einem der Bandbreitenbereiche empfangenen Signal jegliches an dieser Datenstation qesendete Signal ausgeschaltet wird, welches innerhalb de<; qenannten Empfangsbereichs ließt, um dadurch Ortsechos auszuschalten, wodurch die gegebene Bandbreite der Fernsprechleitung voll genutzt wird, was zu einer vollen Duplexdatenübertragung mit hoher Geschwindigkeit über die Fernsprechleitung führt.

5. Verfahren zum Übertragen digitaler Daten mit einer geringeren als einer gegebenen Fehlerhäufigkeit in zwei Richtungen über eine Ton-Fernsprechwählleitung von gegebener Bandbreite, die mindestens einen Rereich hat, in welchem Signale · in beiden Richtungen durch eine gemeinsame Leitung wandern, dadurch gekennzeichnet , dai3 die an einem Ende der Fernsprechleitung entstehenden digitalen Daten in analoge Signale innerhalb eines ersten Paßbandes umgewandelt werden und daß diese Signale am anderen Ende der Fernsprechleitung empfangen und in digitale Daten dekodiert werden, daß die am anderen Ende der Fernsprechleitung entstehenden digitalen Daten in analoge Signale innerhalb eines zweiten Paßbandes umgewandelt werden und diese Signale an dem einen Ende der Fernsprechleitung empfangen und in digitale Daten dekodiert werden, wobei der erste und zweite Paßbandbereich jeweils ein anderer, im wesentlichen eine Hälfte der Fernsprechleitungsbandbreite ausmachender Teil ist, die so gewählt sind, daß sie im wesentlichen die gesamte Fernsprechleitungsbandbreite einnehmen, und daß der erste und zweite Randbreitenbereich einander im Frequenzpaßband etwa in der Mitte der nutzbaren Randbreite und in solchem Ausmaß überlappen, daß Ortssignalechos normalerweise zu einer Fehlerhäufigkeit führen würden, die über der gegebenen Fehlerhäufigkeit liegt, aber Fernsignalechos normalerweise zu einer Fehlerhäufigkeit führen würden, die geringer ist als die gegebene Fehlerhäufigkeit, daß aus dem an dem einen Ende empfangenen digitalen Signal Komponenten entfernt werden, die an dem einen Ende entstehen, wodurch ortliche Echosignale an diesem einen Ende im wesentlichen eliminiert werden, und daß

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aus dem am anderen Ende empfangenen digitalen Signal Komponenten entfernt werden, die an dem anderen Ende entstehen, wodurch lokale Echosignale an dem anderen Ende im wesentlichen eliminiert werden, wodurch die maximale Nutzung der gegebenen Fernsprechleitungsbandbreite für eine volle Duplexdatenübertragung mit hoher Geschwindigkeit ermöglicht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet , daß zu den Schritten des Löschens jeweils der Schritt gehört, ein Löschsignal von dem übertragenen digitalen Signal am entsprechenden Ende der Fernsprechleitung und von einer Differenz in der Frequenz zwischen dem ersten und zweiten Pai3bandbereich abzuleiten.