DE4124037A1 - Verfahren und vorrichtung zum stoerungsarmen uebertragen von information - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum störungsarmen Übertragen von Information.

Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum störungsarmen Übertragen von Information, insbesondere Sprache und Musik, mittels amplitudenmodulierter elektromagnetischer Wellen, die eine verbesserte Übertragungsqualität und geringere Störanfälligkeit bei der Übertragung ermöglichen.

Im Stand der Technik bekannt sind Vorrichtungen, beispi­ elsweise Kurzwellensender und -empfänger, die nach dem Prinzip der Amplitudenmodulation arbeiten. Dabei wird das zu übertragende Signal, beispielsweise Sprache oder Musik, einer elektromagnetischen Welle fester Frequenz überlagert. Dieser Vorgang ist als Amplitudenmodulation der Welle bekannt. Auf der Empfängerseite wird die Welle in elektrische Schwingungen verwandelt, die in ihrer Stärke entsprechend der Modulation der Welle schwanken. Auf diese Weise gelangt die Information, i. e. das zu übertragende Signal, von dem Sender zum Empfänger.

Diese bekannten Vorrichtungen haben den Nachteil, daß erstens auf Grund von Reflexionen und Brechungen der die zu übertragende Information beinhaltenden elekrtomag­ netischen Welle das Signal beim Empfänger verzerrt an­ kommt und zweitens diesem Signal ein Hintergrundrauschen überlagert ist. Die Verzerrungen kommen dadurch zustan­ de, daß verschiedene, in der Atmosphäre unterschied­ lich gebrochene oder reflektierte Teilbereiche der Welle am Ort des Empfängers miteinander interferieren, d. h. sich in Amplitude und Phase in zeitlicher Abhängigkeit überlagern. Dies hat sowohl Frequenzverzerrungen als auch Amplitudenverzerrungen zur Folge, die sowohl perio­ disch (Schwebungen) oder nicht periodisch sein können.

Als Mittel, durch Interferrenzen entstandene Amplituden­ schwankungen auszugleichen sind im Stand der Technik automatische Verstärker (AVR) bekannt. Hierbei wird der Verstärkungsgrad einer Verstärkereinheit in Abhängigkeit von der Stärke des empfangenen Signals derart gesteuert, daß ein schwaches Signal eine starke und ein starkes Signal eine schwache Verstärkung erfährt, so daß das Signal hinter dem automatischen Verstärker im Idealfall eine konstante Intensität aufweist. Ein solcher automat­ ischer Verstärker stellt ein nicht frequenzabhängig arbeitendes inverses Amplitudenfilter dar.

Die Möglichkeiten zur Entzerrung eines empfangenen Sig­ nals allein mit Hilfe eines inversen Amplitudenfilters sind jedoch begrenzt, weil durch Verzerrungen des Sig­ nals entstandene Intensitätsverringerungen der spektra­ len Anteile des Signals auf Null damit nicht aufgehoben werden können.

Das im Wege der Übertragung entstandene Verzerren eines Signals macht sich bei dem Empfänger des Signals als Störung bemerkbar.

Mit der Erfindung wird die Aufgabe gelöst, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der ein Signal besonders störungsarm über­ tragen wird.

Für das Verfahren wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß:

• in dem Sender
• - ein die zu übertragende Information darstellendes Signal in Signalabschnitte unterteilt wird,
• - jeder Signalabschnitt komprimiert wird und ein kompr­ imierter Signalabschnitt die eine Komponente eines Zwei­ komponentensignals bildet,
• - jeder Signalabschnitt fouriertransformiert wird und die Fouriertransformierte komprimiert wird und die komprimierte Fouriertransformierte der einen Komponente die andere Komponente eines Zweikomponentensignals bil­ det,
• - die so gebildeten Zweikomponentensignale sequentiell übertragen werden,
• in dem Empfänger
• - die beiden Komponenten eines jeden Zweikomponenten­ signals getrennt werden,
• - die beiden Komponenten eines jeden Zweikomponenten­ signals dekomprimiert werden,
• - die jeweils andere Komponente fourierrücktransformiert wird,
• - die jeweils fourierrücktransformierte andere Kompone­ nte zu der jeweils einen Komponente addiert wird
• - die so gebildeten Summen der Komponenten eines Zwei­ komponentensignals sequentiell aneinandergereiht werden, um das übertragene Signal zu ergeben.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens ist die Länge der Signalabschnitte kür­ zer als eine halbe Sekunde, insbesondere kürzer als eine zehntel Sekunde bemessen.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens haben die beiden Komponenten eines Zweikomponentensignals im wesentlichen gleiche Länge.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens haben die beiden Komponenten eines Zweikomponentensignals unterschiedliche Längen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens werden die Komponenten eines Zweikomponentensignals vor dem Übertragen in dem Sender mit einer symmetrischen, nach zum Rand hin abfallenden Funktion multipliziert, und werden nach der Übertragung in dem Empfänger mit der Inversen dieser Funktion multi­ pliziert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist diese Funktion ein Legendresches Polynom oder eine Potenz eines solchen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist die Funktion eine Potenz einer oder eine Funktion der Form exp²x.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist die Funktion eine Potenz einer oder eine Funktion der Form cos(x).

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens hat die Funktion die Form eines Sägezahns.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des er­ findungsgemäßen Verfahrens wird ein zu übertragender Signalabschnitt mit einem Delta-Kamm abgetastet, dessen Zeitabstände zwischen den einzelnen Deltafunktionen mindestens der halben Periode der höchsten in dem Signal vorkommenden und wesentliche Information beinhaltenden Frequenz entsprechen, welcher modulierte Delta-Kamm die erste Komponente eines Zweikomponentensignals bildet, und wird das Frequenzspektrum dieses Signalabschnitts von einem gleichartigen Delta-Kamm abgetastet, welcher modulierte Delta-Kamm die zweite Komponente eines Zweikomponentensignals bildet.

Für die Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie einen Sender und einen Empfänger enthält, wobei der Sender einen Signalabschnittschneider zum Unterteilen des zu übertragenden Signals in einzelne Abschnitte, mindestens einen Komprimierer zum Komprimi­ eren von Signalabschnitten und einen Fouriertransfor­ mator zum Fouriertransformieren von Signalabschnitten aufweist, wobei jeweils ein Signalabschnitt zusammen mit einem fouriertransformierten Signalabschnitt ein Zweiko­ mponentensignal bildet, und daß der Empfänger einen Komponententrenner zum Trennen der beiden Komponenten eines Zweikomponentensignals, mindestens einen Dekomp­ rimierer, einen Fourierrücktransformator und einen Ad­ dierer zum Addieren einer fourierrückransformierten zweiten Komponente zu einer jeweils ersten Komponente eines Zweikomponentensignals aufweist.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung ist in dem Sender zusätzlich ein Spei­ cher zum Speichern eines Signalabschnitts vorgesehen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Vorrichtung ist in dem Sender zusätzlich ein Abtaster zum Abtasten des des zu sendenden Signals vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung beruhen auf folgendem physikalischen Effekt:

Durch Schaffen und Übertragen zweier in ihrem zeitli­ chen Intensitätsverlauf unterschiedlicher, aber die je­ weils gleiche Information beinhaltender Komponenten eines Zweikomponentensignals, welche Komponenten mit ihrem Informationsinhalt jeweils einen Signalabschnitt des zu übertragenden Signals darstellen, wird in Verbindung mit schneller sukzessiver Übertragung der Komponenten er­ reicht, daß im Wege der Übertragung in beiden Komponen­ ten die für die jeweils vorherrschenden Übertragungsver­ hältnisse charakteristischen Übertragungsverluste auf­ treten, diese Übertragungsverluste jedoch nicht bei den gleichen Informationsinhalten auftreten, so daß nach entsprechender Rückumformung einer Komponente und Addi­ tion der beiden Komponenten in dem Empfänger ein Sig­ nalabschnitt zur Verfügung steht, der mehr Information über den unverzerrten Signalabschnitt enthält als jeder einzelne Summand.

Zu diesem Zweck wird ein Signal in Signalabschnitte unterteilt, die in komprimierter Form sukzessiv in Form von Zweikomponentensignalen übertragen werden. Dabei besteht die erste Komponente eines Zweikomponentensig­ nals aus einem um den Faktor zwei komprimierten Signala­ bschnitt des zu übertragenden Signals, und die zweite Komponente aus der um den Faktor zwei komprimierten Fouriertransformierten dieses Signalabschnitts.

Bei der Übertragung des Intensitätsverlaufs der Four­ iertransformierten eines Signalabschnitts findet eine Variablentransformation statt, weil diese Funktion nicht als Funktion von Frequenzen, sondern als Funktion der Zeit übertragen wird.

Weil ein Signalabschnitt und seine in Zeitkoordinaten dargestellte Fouriertransformierte unterschiedliche Funktionen mit gleichem Informationsinhalt darstellen, welche unterschiedlichen Funktionen bei der Übertragung des Signalabschnittes mit einer für den Zeitpunkt der Übertragung charakteristischen Übertragungsfunktion multipliziert werden, die Werte zwischen Null und eins annehmen kann, werden jeweils bei der Übertragung eines Signalabschnittes und seiner Fouriertransformierten unterschiedliche Freuenzen aus den jeweiligen Spektren des Signalabschnitts und der Fouriertransformierten entsprechend dieser Übertragungsfunktion schwach oder überhaupt nicht übertragen.

Wird ein Signalabschnitt mit S1(t) bezeichnet und wird die erste Komponente eines Zweikpomponentensignals, welche Komponente den um den Faktor zwei komprimierten Signalabschnitt S1(t) enthält, mit K1 = S1(2t) bezeichnet und wird die zweite Komponente dieses Zweikomponenten­ signals, welche Komponente die um den Faktor zwei kom­ primierte Fouriertransformierte von S1(2t) enthält, mit K2 = F(S1(2t)) = s1(2x) bezeichnet, so ergibt sich bei Uminterpretierung der Frequenzfunktion s1(2x) in eine Zeitfunktion s1(2t):
gesendetes Zweikomponentensignal:
K1g=S1(2t),
K2g=s1(2t),
empfangenes Zweikomponentensignal:
K1e=S1(2t) @ g(t),
K2e=s1(2t) @ g(t),
wobei s1(2x) die Fouriertransformierte der Funktion S1(2t) bezeichnet, die Variable t die Zeit bezeichnet und wobei das Zeichen @ eine Faltungsoperation und g(t) die durch die Übertragung bedingte Verwaschungsfunktion von respektive K1g und K2g bezeichnet.

Gemäß dem Faltungstheorem kann man die Frequenzzusammen­ setzung von K1e und K2e interpretieren als Fouriertrans­ formierte von respektive K1g und K2g, multipliziert mit der Übertragungsfunktion G(x) der an der Übertragung beteiligten atmosphärischen Schichten zu einem bestim­ mten Zeitpunkt.

F[K1e]=F[S1(2t)*G(x)=s1(2x)*G(x)

F[K2e]=F[S1(2t)*G(x)=s1(2x)*G(x)

Die Übertragungsfunktion G(x) erzeugt identische Fre­ quenzlücken in den Komponenten K1g und K2g, weshalb die empfangenen Komponenten K1e und K2e identische Frequenz­ lücken in unterschiedlichen Funktionen, nämlich zum einen in der Signalabschnittsfunktion und zum anderen in der Fouriertransformierten dieser Signalabschnittsfunk­ tion aufweisen.

Die als Funktion der Zeit empfangene Komponente K2e, die das Frequenzspektrum von S1(2t) gefaltet mit der Verwas­ chungsfunktion g(t) enthält, wird in dem Empfänger fo­ urierrücktransformiert, gespeichert und als Zeitfunktion S1(2t) * G(t) ausgelesen. Zusammen mit der ersten Kom­ ponente K1e liegen dann in dem Empfänger die folgenden Komponenten vor:

K1e=S1(2t) @ g(t)

K2e=S1(2t)*G(t)

Diese Komponenten stellen jeweils die um den Faktor zwei komprimierte Signalabschnittsfunktion dar, wobei die Übertragungsfunktion G(x) im Falle der Komponente K1e dem Spektrum der Signalabschnittsfunktion überlagert ist und im Falle der Komponente K2e die gleiche Übertragungs­ funktion als Funktion der Zeit der Signalabschnittsfunk­ tion selber überlagert ist.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die übertragungsbeding­ ten Defizite im Frequenzspektrum der Signalfunktion, im folgenden Frequenzlücken genannt, in den in den Kom­ ponenten K1 und K2 übertragenen Schwingungsformen, die jeweils einen übertragenen Signalabschnitt darstellen, in den beiden Signalabschnittsbildern eines Signalab­ schnitts unterschiedliche übertragungsbedingte Frequenzlüc­ ken ausmachen.

Weil diese Frequenzlücken an unterschiedlichen Stellen der Spektren der beiden übertragenen Signalabschnittsbil­ der vorliegen ist der Informationsinhalt der Summe der beiden Signalabschnittsbilder höher als der jedes ein­ zelnen Signalabschnittsbildes.

Addition von erster und zweiter Komponente liefert des­ halb einen Signalabschnitt, der weniger Störungen auf­ weist als jeweils die erste und zweite Komponente.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Signalabschnitte so kurz gewählt, daß sich die vorherrschende Übertragungsfunktion, die sich aus Fluktuationen atmosphärischer Schichten ergibt, vom Zeitpunkt der Übertragung einer ersten Komponente zu der Übertragung der zweiten Komponente eines Zweikomponen­ tensignals nur unwesentlich geändert hat. Daraus ergeben sich Signalabschnittsdauern von kleiner als einer halben Sekunde, insbesondere kleiner als einer zehntel Sekunde.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Komponenten eines Zweikomponentensignals ähnl­ iche, aber voneinander unterschiedliche, sie charakteri­ sierende Längen, aufgrund derer sie eindeutig identifi­ ziert werden können. Die unterschiedlichen Längen können mit Hilfe unterschiedlich starken Komprimierens erreicht werden. Somit ist es allein mit Hilfe einer Längenmes­ sung einer Komponente eines Zweikomponentensignals in dem Empfänger möglich, zu bestimmen, ob es sich um eine erste oder eine zweite Komponente eines Zweikomponenten­ signals handelt, und so die einzelnen Komponenten von­ einander zu unterscheiden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die einzelnen Signalabschnitte vor und/oder nach Übertragung mit einer symmetrischen, zum Rand hin abfal­ lenden Funktion multipliziert. Eine solche Funktion kann beispielsweise ein Cosinus, eine Gauß′sche Normalfunk­ tion, ein Sägezahn oder allgemein ein Legendre′sches Polynom oder eine Potenz davon sein. Damit wird erreicht, daß das sogenannte Gibb′sche Phänomen, welches ein stör­ endes Überschwingen nach einem Einschaltvorgang darstellt, eliminiert oder zumindest stark reduziert wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die zu übertragenden Signalabschnitte mit einem Deltakamm abgetastet, dessen Zeitabstände zwischen den einzelnen Deltafunktionen mindestens der halben Periode der höchsten in dem Signal vorhandenen und wesentlichen Information beinhaltenden Frequenz entspricht. Damit wird erreicht, daß auch sehr kurze Signalabschnitte genau erfaßt und rechnerisch manipuli­ ert werden können. So können derart erfaßte Signalabsch­ nitte leichter komprimiert werden, indem der zeitliche Abstand zwischen den Deltafunktionen des Deltakamms einfach verkürzt (z. B. gedrittelt wird), und so können derart erfaßte Signalabschnitte leichter mit einer die Randverzerrungen (Gibb′sches Phänomen) reduzierenden oder eliminierenden Funktion multipliziert werden.

Wie schon erwähnt sind generell gesprochen die Legendr­ e′schen Polynome, insbesondere die Funktion exp (x), für die Multiplikation mit der einen Signalabschnitt darste­ llenden Funktion zwecks Reduzierens des Gibb′schen Phän­ omens geeignet. Es können aber auch einfacher herzustel­ lende Funktionen wie z. B. eine Sägezahnfunktion mit gutem Erfolg zur Reduzierung des Gibb′schen Phänomens verwendet werden.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Vorrichtung sind in dem Sender und dem Empfänger Speicher zum Speichern der ersten und/oder zweiten Komponente eines Zweikomponentensignals vorgese­ hen.

In dem Sender wird dadurch erreicht, daß die beiden Komponenten auch dann verzögerungsfrei sequentiell über­ tragen werden können, wenn der Vorgang der Fouriertrans­ formation in dem Fouriertransformator nicht in Echtzeit durchgeführt wird. Die den komprimierten Signalabschnitt darstellende Komponente eines Zweikomponentensignals wird dann in einem Speicher gespeichert und bleibt dort z. B. solange gespeichert, bis der Vorgang der Fouriert­ ransformation und der Vorgang der Übertragung der die Fouriertransformierte eines Signalabschnitts darstel­ lende Komponente abgeschlossen ist, wonach dann die in dem Speicher gespeicherte Komponente übertragen wird, oder nach Erstellen der Fouriertransformierten eines Signalabschnitts wird auch diese in einem Speicher gesp­ eichert, und beide Komponenten werden sequentiell erst aus einem und dann aus dem anderen Speicher abgerufen. In dem Empfänger wird mit Hilfe von Speichern erreicht, daß in den Fällen, in denen die Fourierrücktransforma­ tion nicht in Echtzeit durchgeführt wird, daß eine einen Signalabschnitt darstellende Komponente solange gespeichert werden kann, bis der Vorgang der Fourierrücktransformation abgeschlossen ist, so daß die erste Komponente zur Addi­ tion zur ersten Komponente zur Verfügung steht. Es be­ steht auch die Möglichkeit, beide Komponenten zu speich­ ern, wodurch der Vorgang der Addition beider Komponenten erleichtert werden kann.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Übertragen von Infor­ mation ist diese zusätzlich mit einem Abtaster zum Abtas­ ten der Werte des zu übertragenden Signals versehen. Wie in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens erläutert, wird mit dem Abtasten, das mit einer Rate im Bereich oder oberhalb der halben Periode der höchsten Frequenz des Signals, die wesentliche Information bein­ haltet, durchgeführt wird, eine besonders gute Hand­ habbarkeit des Signals hinsichtlich Multiplizierens mit einer anderen Funktion oder hinsichtlich Komprimierens des Signals erreicht.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausführungsf­ orm der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Übertragen von Information ist der Sender mit einem Generator zum Gene­ rieren einer das Gibb′sche Phänomen zwischen den einzel­ nen Signalabschnitten unterdrückenden Funktion verseh­ en. Eine solche Funktion kann wie in der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, ein Legend­ re′sches Polynom, insbesondere die Funktion exp (x), eine trigonometrische Funktion oder die Sägezahnfunk­ tion, oder eine Potenz einer dieser Funktionen sein. Mit Hilfe eines Multiplikators in dem Sender wird jeder Signalabschnitt oder jede Komponente eines Zweikomponen­ tensignals mit dieser Funktion multipliziert.

In dem Empfänger ist dann ein Generator vorgesehen, der die inverse Funktion der im Sender generierten Funktion erzeugt, wobei mit Hilfe eines Multiplikators in dem Empfänger eine jede Komponente eines übertragenen Signa­ labschnitts mit dieser inversen Funktion multipliziert wird.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer vorteilhaften Ausführungsform erläutert, die in den Figuren der Zeich­ nung dargestellt ist.

Es zeigt

Fig. 1 den Graphen eines zu übertragenden Signals

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Zweikomponentensignal zu einem Zeitpunkt kurz vor der Übertragung

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Übertragen von Information

Fig. 4 ein erfindungsgemäßes Zweikomponentensignal zu einem Zeitpunkt kurz nach der Übertragung

Fig. 5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Empfangen von Information.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugszahl 10 den Graphen eines zu übertragenden Signals. Das Signal 10 wird von einer als Funktion der Zeit schwankenden elektrischen Spannung dargestellt. Dieses Signal 10 wird entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren in sukzessiv zu übertra­ gende Signalabschnitte der Länge Δt1 unterteilt, deren Enden durch die Bezugszahlen 12, 12′, 12′′ usw. bezei­ chnet sind.

Das Signal 1 wird von einem Deltakamm 11 abgetastet, wobei dieser Deltakamm in seinem Intensitätsverlauf moduliert wird.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszahlen 21 und 22 die erste und zweite Komponente eines Zweikomponentensig­ nals. Die erste Komponente besteht aus einem in Fig. 1 dargestellten Signalabschnitt 12, der um den Faktor zwei komprimiert worden ist. Die zweite Komponente besteht aus der jeweiligen Fouriertransformierten 25 der den Signalabschnitt der ersten Komponente darstellenden Funktion, komprimiert um den Faktor zwei. Die Summe der beiden Komponenten ist so lang, daß sie der Länge eines in Fig. 1 dargestellten Signalabschnitts entspricht.

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Übertragen von Information.

Ein Abtaster 30 ist mit je einem Eingang mit je einem Ausgang eines Signalabschnittschneiders 31 und eines Delta-Kamm-Produzenten 32 verbunden. Ein weiterer Ein­ gang des Abtasters 30 dient der Aufnahme des zu übertra­ genden Signals. Der Ausgang des Abtasters ist auf der einen Seite mit dem Eingang eines Komprimierers 33 ver­ bunden und auf der anderen Seite mit dem Eingang eines Fouriertransformators 35 verbunden. Der Ausgang des Fouriertransformators 35 ist mit dem Eingang eines Komp­ rimierers 33′ verbunden. Die Ausgänge der Komprimierer 33 und 33′ sind mit den Eingängen von Speichern 37 resp. 37′ verbunden, wobei in Speicher 37 mindestens ein gan­ zer Signalabschnitt und in Speicher 37′ mindestens das Fourierspektrum eines Signalabschnittes gespeichert werden kann.

Der Ausgang des Speichers 37 ist mit dem Eingang eines Verzögerungsspeichers 38 verbunden, in dem ein von dem Speicher 37 kommender Signalabschnitt eine vorgegebene feste Zeit gespeichert und dann weitergegeben wird. Diese Zeitspanne ist gerade so bemessen, daß sie gleich der Zeitspanne der Bildung der Fouriertransformierten eines Signalabschnitts in dem Fouriertransformator 35 ist und diese Zeitspanne ausgleicht.

Der Ausgang des Verzögerungsspeichers 38 und der Ausgang des Speichers 37′ sind mit dem Eingang eines Zweikompo­ nentensignalbildners 34 verbunden, in dem Signalabschnit­ te mit den entsprechenden Fouriertransformationsabschnit­ ten zu Zweikomponentensignalen der in Fig. 2 darges­ tellten Art verbunden werden.

Bei Betrieb wird eine das zu übertragende Signal darstel­ lende, als Funktion der Zeit schwankende elektrische Spannung dem Eingang eines Abtasters 30 zugeführt, dem von dem Delta-Kamm -Produzenten 32 ein Delta-Kamm 11 zugeführt wird, dessen Intensität bei dem Vorgang des Signalabtastens in dem Abtaster 30 entsprechend dem Sig­ nal moduliert wird. Der mit einer inneren Uhr versehene Signalabschnittschneider 31 gibt in festem Takt der Periode Δt1 Pulse an den Abtaster 31, entsprechend wel­ cher Pulse das Signal in Signalabschnitte 12 der Länge t1 zerschnitten wird. Der einen Signalabschnitt darstel­ lende modulierte Delta-Kammabschnitt wird sowohl dem Komprimierer 33 als auch dem Fouriertransformator 35 zugeführt. In dem mit einer Speichereinheit versehenen Komprimierer 33 werden die Delta-Kammabschnitte der Länge Δt1 auf die Länge Δt1/2 komprimiert. In dem Fouri­ ertransformator 35 wird der Delta-Kammabschnitt four­ iertransformiert und danach von dem Komprimierer 33′ komprimiert. Damit er in seiner ganzen Länge ausgelesen werden kann wird der in dem Komprimierer 33 komprimierte Delta-Kammabschnitt in einem Speicher 37 gespeichert, und zu dem gleichen Zwecke wird der in dem Komprimierer 33′ komprimierte Delta-Kammabschnitt gespeichert.

Bevor diese beiden Delta-Kammabschnitte in dem Zweikom­ ponentenbildner 34 zu einem Zweikomponentensignal zusam­ mengefügt werden durchläuft der von dem Speicher 37 kom­ mende Delta-Kammabschnitt einen Verzögerungsspeicher 38, in dem er so lange gespeichert bleibt wie jeweils der Vorgang der Fouriertransformation in dem Fouriertransfor­ mator 35 andauert. Der Ausgang des Zweikomponentensig­ nalbildners wird nach Durchlaufen einer nicht gezeigten Verstärkereinheit einer nicht dargestellten Antenne zugeführt.

Fig. 5 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Empfangen von Information.

Ein erster Eingang eines Komponenten-Trenners 50 dient der Aufnahme des übertragenen Signals. Ein zweiter Ein­ gang des Komponenten-Trenners 50 ist mit einer Uhr 54 verbunden. Ein Ausgang des Komponenten-Trenners ist mit einem Dekomprimierer 56 verbunden, und ein anderer Aus­ gang des Komponenten-Trenners 50 ist mit dem Eingang eines Dekomprimierers 56′ verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Fourierrücktransformators 53 verbunden ist. Der Ausgang des Dekomprimierers 56 ist mit dem Eingang eines Verzögerungsspeichers 58 verbunden, dessen Ausgang mit einem ersten Eingang eines Addierers 57 verbunden ist. Der Ausgang des Dekomprimierers 56′ ist mit einem zweiten Eingang des Addierers 57 verbunden. Der Ausgang des Addierers ist mit einer nicht gezeigten Verstärkereinheit verbunden.

Bei Betrieb wird eine von einer nicht gezeigten Antenne empfangene, das übertragene Signal darstellende, als Funktion der Zeit schwankende elektrische Spannung, die in seinem zeitlichen Intensitätsverlauf einer Folge von in Fig. 4 dargestellten Zweikomponentensignalen entspri­ cht, an den Eingang des Komponenten-Trenners 50 gelegt. Jedes solche Zweikomponentensignal wird in einem Kompo­ nenten-Trenner 50 in seine beiden Komponenten 41 und 42 aufgespalten. Zu diesem Zweck wird der Komponenten-Tren­ ner 50 von einer Uhr 54 gesteuert, die im Takt mit den Perioden der Komponenten 41 und 42 an den Trenner 50 Pulse abgibt, entsprechend derer jedes Zweikomponenten­ signal entsprechend diesem Takt zerschnitten wird, wobei die jeweiligen beiden Hälften eines Zweikomponentensign­ als an die getrennten Ausgänge 50a und 50b des Trenners gelegt werden, nämlich die Komponente 41 an den Ausgang 50a und die Komponente 42 an den Ausgang 50b.

Von dem Ausgang 50a des Komponenten-Trenners wird die Komponente 41 einem Dekomprimierer 56 zugeführt, in dem sie auf ihre ursprüngliche Länge t1 dekomprimiert wird, und von dem Ausgang 50b wird die Komponente 42 einem Dekomprimierer zugeführt, in dem auch sie auf ihre ursprüngliche Länge t1 dekomprimiert wird. Anschließend wird die dekomprimierte Komponente 42 in dem Fourier­ rücktransformator 53 fourierrücktransformiert. Die dekomprimierte Komponente 41 wird dann in einem Verzögerungspeicher 58 für eine so lange Zeitspanne gespeichert, wie es für die Komponente 42 dauert, um in dem Fourierrücktransformator 53 fourierrücktransformiert zu werden. Anschließend wird die Komponente 41 dem einen Eingang des mit einem internen Speicher versehenen Ad­ dierers 57 zugeführt, und die dekomprimierte und four­ ierrücktransformierte Komponente 42 wird dem anderen Eingang des Addierers 57 zugeführt, in welchem Addierer die Komponenten so addiert werden, daß jeweils addierte Werte gleichen Zeitpunkten in der Zeitevolution der jeweiligen Komponenten entsprechen. Zu diesem Zweck wird der zeitliche Abstand, mit dem die Komponente 42 der Komponente 41 folgt, von dem in dem Addierer internen Speicher ausgeglichen.

Auf diese Weise wird erreicht, daß die beiden jeweils zusammengehörenden Komponenten eines Zweikomponentensig­ nals derart zusammengefügt werden, daß sich eine ursp­ rüngliche Signalkomponente ergibt.

Durch sukzessives Verarbeiten aller übertragener Zweiko­ mponentensignale mit Hilfe der dargestellten Vorrichtung und sukzessives Auslesen der erhaltenen Signalabschnitte aus dem Addierer 57 wird das übertragene Signal erhal­ ten.

Auf Grund der mutuellen Unabhängigkeit der Komponenten voneinander bei der Übertragung ist es sowohl im Fall von Zweikomponentensignalen als auch im Fall von Dreiko­ mponentensignalen möglich, die Reihenfolge der Komponen­ ten gegenüber der in dem Ausführungsbeispiel gezeigten zu vertauschen.

Claims (13)

1. Verfahren zum störungsarmen Übertragen von Informa­ tion mit einem Sender und einem Empfänger, dadurch gekennzeichnet,

• daß in dem Sender
• - ein die zu übertragende Information darstellendes Signal in Signalabschnitte unterteilt wird,
• - jeder Signalabschnitt komprimiert wird und ein komprimierter Signalabschnitt die erste Komponente eines Zweikomponentensignals bildet,
• - jeder Signalabschnitt fouriertransformiert wird und die Fouriertransformierte komprimiert wird und die komprimierte Fouriertransformierte einer ersten Komponente die zweite Komponente eines Zweikomponen­ tensignals bildet,
• - die so gebildeten Zweikomponentensignale sequen­ tiell übertragen werden,
• in dem Empfänger
• - die beiden Komponenten eines jeden Zweikomponenten­ signals getrennt werden,
• - die beiden Komponenten eines jeden Zweikomponenten­ signals dekomprimiert werden,
• - die jeweils zweite Komponente fourierrücktransfor­ miert wird,
• - die jeweils zweite Komponente zu der jeweils ersten Komponente addiert wird
• - die so gebildeten Summen der Komponenten eines Zweikomponentensignals sequentiell aneinandergereiht werden, um das übertragene Signal zu ergeben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Signalabschnitte kürzer als eine halbe Sekunde, insbesondere kürzer als eine zehntel Sekunde bemessen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Komponenten eines Zweikom­ ponentensignals im wesentlichen gleiche Länge haben.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Komponenten eines Zweikomponen­ tensignals eine unterschiedliche Länge aufweisen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch geken­ nzeichnet, daß die Komponenten eines Zweikomponenten­ signals vor und/oder nach dem Übertragen mit einer symmetrischen, nach zum Rand hin abfallenden Funktion multipliziert werden und nach der Übertragung in dem Empfänger mit der Inversen dieser Funktion multipli­ ziert werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Funktion ein Legendresches Polynom oder eine Potenz eines solchen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Funktion eine Potenz einer oder eine Funktion der Form exp²x ist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Funktion eine Potenz einer oder eine Funk­ tion der Form cos(x) ist.

9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Funktion die Form eines Sägezahns hat.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gek­ ennzeichnet, daß die zu übertragenden Signalabschni­ tte mit einem Delta-Kamm abgetastet werden, dessen Zeitabstände zwischen den einzelnen Deltafunktionen mindestens der halben Periode der höchsten in dem Signal vorkommenden und wesentliche Information beinhaltenden Frequenz entspricht, welcher modulierte Delta-Kamm eines Signalabschnitts die erste Kompone­ nte eines Zweikomponentensignals bildet, und das Frequenzspektrum dieses Signalabschnitts von einem gleichartigen Delta-Kamm abgetastet wird, welcher modulierte Delta-Kamm die zweite Komponente eines Zweikomponentensignals bildet.

11. Vorrichtung zum störungsarmen Übertragen von Infor­ mation mit einem Sender und einem Empfänger, dadurch gekennzeichnet,

• daß der Sender
• - einen Signalabschnittschneider zum Unterteilen des zu übertragenden Signals in einzelne Abschnitte,
• - mindestens einen Komprimierer zum Komprimieren von Signalabschnitten und
• - einen Fouriertransformator zum Fouriertransfor­ mieren von Signalabschnitten aufweist, wobei jeweils ein Signalabschnitt zusammen mit einem fouriertransformierten Signalabschnitt ein Zweikomponentensignal bildet,
• und daß der Empfänger
• - einen Komponententrenner zum Trennen der beiden Komponenten eines Zweikomponentensignals
• - mindestens einen Dekomprimierer
• - einen Fourierrücktransformator und
• - einen Addierer zum Addieren einer fourierrücktrans­ formierten zweiten Komponente zu einer jeweils ers­ ten Komponente eines Zweikomponetensignals aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Sender und dem Empfänger Speicher zum Speichern von ersten und zweiten Komponenten von Signalabschnitten vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch geken­ nzeichnet, daß in dem Sender zusätzlich ein Abtaster zum Abtasten des zu sendenden Signals vorgesehen ist.