DE3529435C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur seriellen
Übertragung binär codierter Fernsehsignale nach der
Gattung des Hauptanspruchs.
Digital codierte elektrische Signale werden häufig
über frequenzbandbegrenzte Strecken übertragen. Dabei
kann die obere Frequenzgrenze der Übertragungsstrecke
eine Beschränkung der höchsten im Signal vorkommenden
Frequenz erfordern. Ebenso häufig ist jedoch auch die
Übertragung sehr niedriger Frequenzen eingeschränkt
oder überhaupt nicht möglich. So können bei der
magnetischen Aufzeichnung im allgemeinen keine niederfrequenten
Anteile oder Gleichspannungskomponenten
der zu speichernden Signale aufgezeichnet
bzw. wiedergegeben werden. Im Falle der
Übertragung digitaler Signale sind daher Umcodierungen
auf gleichspannungsfreie Codes erforderlich. Hierzu
sind in der Vergangenheit zahlreiche Vorschläge bekannt
geworden.
Ein einfaches Mittel zum Erhalt der Gleichstromfreiheit
besteht darin, vorgegebenen Signalabschnitten
- beispielsweise jedem Datenwort - eine Anzahl von
Bits mit einem derartigen Pegel hinzuzufügen, daß
sich für den gesamten Signalabschnitt die Anzahl der L-
und H-Pegel aufheben. Diese triviale Möglichkeit scheidet
jedoch in der Praxis aus, da in den meisten Fällen
die Kanalkapazität begrenzt ist und somit möglichst
wenig Redundanz übertragen werden sollte.
Aus der DE-AS 28 28 219 ist ein Verfahren zur Übertragung
digital codierter Signale bekannt, bei welchem
eine gegebene Datenfolge in Sequenzen mit und ohne
Gleichstromanteil unterteilt wird und die Sequenzen
mit Gleichstromanteil durch Sequenzen ohne Gleichstromanteil
ersetzt werden. Hierbei ist es jedoch ebenfalls
erforderlich, für das Ersatzsignal zusätzliche Kanalkapazität
zur Verfügung zu stellen.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren (Goldberg u. a.:
"Optical Television Link Employing a Digitally Modulated
Laser", Journal of the SMPTE, Vol. 88, Juni 1979, S. 414ff.)
wird das Digitalsignal von Abtastwert zu Abtastwert invertiert.
Dieses Verfahren liefert jedoch nur für bestimmte
Inhalte des zu übertragenden Signals befriedigende
Ergebnisse.
Ferner ist aus der DE-OS 31 13 397 ein Pulscodemodulationssystem
für Aufzeichnungs- und Übertragungskanäle mit
Hochpaßcharakteristik bekannt, bei welchem das zu
übertragende Analogsignal auf eine Bandbreite der
halben Abtastfrequenz des Digitalsignals begrenzt ist und
dieses Digitalsignal von Abtastung zu Abtastung invertiert
ist. Dabei ist ein Code mit einer etwa linearen
Abhängigkeit der Anzahl der Bits eines logischen
Pegels vom jeweiligen Wert des Analogsignals angewendet.
Die Maßnahmen des bekannten Systems bewirken im besonderen bei
der Übertragung von Videosignalen wegen der Besonderheiten
des Bildaufbaus eine weitgehende Gleichspannungsfreiheit
der digitalen Signale ohne zusätzliche erforderliche
Kanalkapazität.
Weiterhin ist aus der DE-OS 31 38 023 ein weiteres
Pulscodemodulationssystem bekannt, bei dem die spektrale
Verteilung der Signale durch geeignete Verschachtelung
und ggf. bit- oder wortweise Invertierung so beeinflußt
wird, daß sie an die Übertragungseigenschaften der
Strecke anpaßbar ist.
Außerdem ist aus der Zeitschrift "Nachrichtentechn.,
Elektron., Berlin 34 (1984) 2, Seiten 42 bis 44, ein
Verfahren zur Startsynchronisation bei der Übertragung
von binären Signalen bekannt. Eine derartige Startsynchronisation
dient zur Gewinnung eines Zeitbezugs
für ein Signal, welches in einem gestörten, bandbegrenzten
Kanal übertragen wird. Durch Sinus- oder
Mäandersignale kann die Zeit für die Startsynchronisation
gegenüber bestimmten anderen Codes um den Faktor 4
reduziet werden. Der Eindeutigkeitsbereich ist jedoch
auf den Bereich einer halben Schwingungsperiode (T)
bzw. einer vollen Schwingungsperiode (2 T) beschränkt.
Zur Beseitigung von Mehrdeutigkeiten wird nachfolgend
ein zusätzliches Codewort erforderlich, so daß der
Vorteil einer kurzen Synchronisationszeit verlorengeht.
Schließlich ist aus der DE-OS 28 28 219 ein Verfahren
zur Aufzeichnung und Wiedergabe digitaler Daten auf
Magnetspeicher bekannt. Bei der magnetischen Aufzeichnung
digital codierter Signale werden Codes verwendet, die
eine möglichst geringe Anzahl von Flußänderungen
benötigen. Dabei soll der Code selbsttaktend sein und
keine Niederfrequenz- oder Gleichspannungskomponenten
aufweisen. Dieses bekannte Verfahren ist nicht geeignet,
Worte in Datenblöcken, die durch Synchronworte getrennt
sind, zu synchronisieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bei der
seriellen Übertragung binär codierter Fernsehsignale
über eine Strecke mit Hochpaßcharakteristik die
Startsynchronisation von Datenblöcken zu beschleunigen.
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den
Vorteil, daß unter Vermeidung eines periodischen
Vorsignals und eines Start-Codewortes eine schnelle
Startsynchronisation allein durch strukturierte
Synchronworte erreicht wird.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten
Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und
Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen
Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die
Synchronisationssicherheit weiter erhöht wird, wenn
zusätzlich der Abstand mehrerer aufeinanderfolgender
Synchronwortpaare ausgewertet wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeich
nung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 schematisch einen Ausschnitt aus dem seriellen
Datenstrom mit darin verteilten Synchronwort
paaren,
Fig. 2 eine Schaltungsanordnung zur Serien-Parallel-
Wandlung.
In Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus dem seriellen Datenstrom
dargestellt, bei dem die Information in Blöcke unter
teilt übertragen wird, wobei zu Beginn eines jeden
Blocks vier Synchronworte S 1, S 2, S 3 und S 4 vorgesehen
sind. Jeder Informationsblock n, n + 1, n + 2 . . . beginnt
mit den Synchronworten S 1, S 2, die zusammen das Syn
chronwortpaar SWP 1 bilden. Wenn zur Verbesserung der
Übertragungssicherheit ein Code mit einem möglichst
geringem Gleichspannungsanteil verwendet wird, dann
sollten auch die in die Information eingestreuten
Synchronworte diesen Bedingungen entsprechen. Vor
zugsweise besteht deshalb jedes Synchronwort bei einem
8-Bit Code aus vier Nullen und vier Einsen, ferner soll
zur Verbesserung der Erkennungssicherheit zur Synchro
nisierung einer Signalfolge ausgewählt werden, die im
Videosignal möglichst selten auftritt. Bei einem Code
mit einer etwa linearen Abhängigkeit der Anzahl der Bits
eines logischen Pegels vom jeweiligen Wert des Ana
logsignals sind dies bei der Übertragung eines Video
signals Wortpaare, die Signalsprüngen entsprechen. Bei
Berücksichtigung der vorgesehenen Invertierung jedes
zweiten Datenwortes besteht ein Synchronwortpaar da
mit vorteilhaft aus zwei identischen 8-Bit-Worten.
Ein solcher Signalsprung im Videosignal ist um so sel
tener je größer er ist. Aus der Codetabelle eines
jeden Codes ist diejenige Wortkombination zu ent
nehmen, die dieser Bedingung entspricht. Bei einem
Code gemäß der Anmeldung P 31 13 397 ist dies der
Wert 94 bei gleichzeitigem Tausch der Werte 93 und
94. Das digitale Wort für den Wert 94 lautet 1011 0001.
Das Synchronwortpaar SWP 1 entsteht durch Wiederholung
des 8-Bit-Wortes für den Wert 94 und lautet dann voll
ständig 1011 0001 1011 0001.
Wird bei der Übertragung der seriellen Daten zusätz
lich eine wortweise Verschachtelung gemäß DE-OS
31 38 023 angewendet, so kann die Synchroninformation
vorteilhaft aus einem weiteren gleichartigen Synchron
wortpaar SWP 2 bestehen, das sich aus den Synchronwor
ten S 3 und S 4 zusammensetzt und zu dem Synchronwort
paar SWP 1 einen festen Abstand hat. Ohne wesentliche
Einschränkung der Übertragungssicherheit und der Si
cherheit der Synchronworterkennung kann das Synchron
wortpaar SWP 2 mit dem Synchronwortpaar SWP 1 gleich
artig sein. An das Synchronwort S 4 schließt sich die
zu übertragende Information I in jedem Übertragungs
block n, n + 1, n + 2 . . . an.
In die Schaltungsanordnung nach Fig. 2 wird der se
rielle Datenstrom nach Fig. 1 am Eingang 21 eingege
ben. Die Synchronworterkennungsschaltung 22 erkennt
im durchlaufenden Datenstrom die Synchronworte und
gibt jedesmal beim Auftreten eines solchen Synchron
wortes am Ausgang 23 einen Impuls ab. Mit dem Aus
gang 23 der Synchronworterkennungsschaltung 22 ist
eine erste Verzögerungseinrichtung 24 verbunden, de
ren Verzögerung dem Abstand zweier gleicher Synchron
worte zu Beginn eines jeden Blocks entspricht. Der
Ausgang und der Eingang der Verzögerungseinrichtung 24
sind über ein UND-Gatter 25 miteinander verknüpft das
daher nur dann einen Impuls abgibt, wenn das erste und
das zweite Synchronwort (bei wortweiser Invertierung
beispielsweise S 1 und S 3 bzw. S 2 und S 4) sicher erkannt
wurden. Zusätzlich wird zur Erhöhung der Erkennungssi
cherheit das Signal vom Ausgang des UND-Gatters 25
einer weiteren Verzögerungseinrichtung 26 zugeführt,
welche eine Verzögerungszeit hat die der Blocklänge
n, n + 1, n + 2 . . . entspricht. Ausgang und Eingang die
ser zweiten Verzögerungseinrichtung 26 sind über ein
weiteres UND-Gatter 27 miteinander verknüpft, so daß
am Ausgang des UND-Gatters 27 nur dann ein Signal
ansteht, wenn die Synchronwortpaarungen auch nach Ab
lauf einer Blocklänge wieder sicher erkannt wurden.
Das Ausgangssignal des UND-Gatters 27 synchronisiert
den Serien-Parallel-Wandler 28 der das die Synchron
worterkennungsschaltung 22 durchlaufende serielle
Datensignal in ein 8-Bit breites paralleles Daten
signal wandelt.
Claims (3)
1. Verfahren zur seriellen Übertragung binär codierter
Fernsehsignale über eine Strecke mit Hochpaßcharakteristik mit Unterteilung
in Datenblöcke, die durch wenigstens ein Synchronwort
voneinander getrennt sind, das den Übertragungsbedingungen
der Strecke durch eine möglichst große Anzahl von
Pegelwechseln und eine jeweils große Anzahl von beiden
Pegelzuständen angepaßt ist, wobei vor jedem Datenblock
wenigstens ein Synchronwortpaar und für jedes
Synchronwortpaar eine Wertekombination verwendet wird, die
im übertragenen Signal nur selten oder gar nicht vorkommt,
dadurch gekennzeichnet, daß als Synchronsignal eine
Wertekombination gewählt wird, die einem möglichst großen
Signalsprung im Analogsignal entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Übertragung in einem Code mit einer etwa
linearen Abhängigkeit der Anzahl der Bits eines bestimmten
logischen Pegels vom jeweiligen Wert des Analogsignals
als Synchronsignal eine Wertekombination gewählt wird,
die einem möglichst großen Signalsprung im Analogsignal
entspricht.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß mehrere Synchronwortpaare je
Datenblock vorgesehen sind, die in festem Abstand
aufeinander folgen.
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