DE699830C

DE699830C - system

Info

Publication number: DE699830C
Application number: DE1936D0072613
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1935-04-30
Filing date: 1936-04-28
Publication date: 1940-12-07
Also published as: FR810818A; BE415104A; GB456270A; FR823061A; NL42529C; GB474021A; US2156278A

Description

Bei der trägerfrequenten Nachrichtenübertragung ist es erwünscht, eine möglichst große Anzahl von Nachrichtenkanälen in einem gegebenen Frequenzbereich anzuordnen.
Um dieses zu erreichen, werden Bandfilter mit steilem Flankenanstieg der Dämpfungskurve erforderlich. Außerdem müssen diese Filter einen relativ kleinen Durchlaßbereich aufweisen, insbesondere bei den höheren Frequenzen. Dies verlangt ein genaues Abstimmen der Elemente und sehr kleine Verlustwinkel. In the case of carrier-frequency message transmission, it is desirable to arrange as large a number of message channels as possible in a given frequency range.
To achieve this, band filters with a steep slope of the attenuation curve are required. In addition, these filters must have a relatively small passband, especially at the higher frequencies. This requires precise matching of the elements and very small loss angles.

Als Beispiel für die bisherige Anordnung der trägerfrequenten Nachrichtenkanäle kann die Frequenzskala betrachtet werden, welche bei dem Morristown-Experiment benutzt wurde (Bell System Technical Journal, Juli ^ΙΟ·33)· Diese ist in der Fig. 1 dargestellt. Auf der Abszisse sind die Frequenzen, in ao kHz aufgetragen. Die benutzten. Trägerfrequenzen sind durch Pfeile gekennzeichnet. Der Abstand der Trägerfrequenzen betrage 4 kHz. Die für die Übertragung der Nachrichten benutzten Seitenbänder der Trägeras frequenzen sind ebenfalls auf der Abszisse schematisch dargestellt. Außer neun trägerfrequenten Nachrichtenkanälen wird noch ein niederfrequentes Band übertragen, das sich von. 250 bis 2750 Hz erstreckt. Die Trägerfrequenzkanäle haben je eine Bandbreite von 2500 Hz und werden alle durch untere Seitenbänder des , jeweiligen Trägers gebildet. ^{The frequency scale} used in the Morristown experiment (Bell System Technical Journal, July · 33) can be considered as an example of the previous arrangement of the carrier-frequency communication channels. This is shown in FIG. The frequencies in ao kHz are plotted on the abscissa. The used. Carrier frequencies are indicated by arrows. The distance between the carrier frequencies is 4 kHz. The sidebands of the carrier frequencies used for the transmission of the messages are also shown schematically on the abscissa. In addition to nine carrier-frequency communication channels, a low-frequency band is also transmitted, which extends from. 250 to 2750 Hz. The carrier frequency channels each have a bandwidth of 2500 Hz and are all formed by lower sidebands of the respective carrier.

Der Abstand der Seitenbänder von der jeweils zugehörigen Trägerfrequenz ist für alle Seitenbänder gleich. Betrachtet man beispielsweise die Trägerfrequenz 31 kHz, so erstreckt _sich das die Nachricht übertragende untere Seitenband von 28,25 kHz bis 30,75 kHz. Nimmt man die theoretische Durchlaßbreite a des Filters, dessen Durchlaßbereich durch die Kurve 1 charakterisiert ist, mit 2700 Hz an, so verbleibt ein Zwischenraum b von 1300 Hz zwischen den benachbarten Nachrichtenkanälen, also weniger als 5o°/₀ des Übertragungsbandes. In diesem Bereich muß die Dämpfung mindestens um 7 Neper ansteigen, wenn die durch einen benachbarten Kanal sich ergebenden Geräusche innerhalb zulässiger Grerizerrgehalten werden sollen.The distance between the sidebands and the associated carrier frequency is the same for all sidebands. For example, considering the carrier frequency 31 kHz, the lower sideband transmitting the message extends from 28.25 kHz to 30.75 kHz. Assuming the theoretical passband width a of the filter, the passband of which is characterized by curve 1, to be 2700 Hz, a gap b of 1300 Hz remains between the adjacent communication channels, i.e. less than 50 ° / _{0 of} the transmission band. In this area, the attenuation must increase by at least 7 neper, if the noises resulting from an adjacent channel are to be kept within permissible limits.

Gemäß der Erfindung werden die trägerfrequenten Nachrichtenkanäle abwechselnd durch ein oberes und ein unteres Seitenband gebildet, die paarweise so zusammengefaßt sind, daß der untere Kanal eines Paares das obere Seitenband der unteren Trägerfrequenz und der obere Kanal das untere SeitenbandAccording to the invention, the carrier-frequency communication channels are alternated formed by an upper and a lower side band, which are combined in pairs are that the lower channel of a pair is the upper sideband of the lower carrier frequency and the upper channel is the lower sideband

der oberen Trägerfrequenz des Kanalpaares ist.the upper carrier frequency of the channel pair is.

Die paarweise Zusammenfassung der Nachrichtenkanäle kann dabei lediglich durch die paarweise Anordnung in dem Frequenzspektrum, d. h. dadurch erfolgen, daß der Zwischenraum zwischen den Kanälen eines Paares kleiner ist als zwischen benachbarten Kanalpaaren. In diesem Fall können für ίο jeden Kanal des Paares besondere Leitungsfilter vorgesehen sein. Hierdurch ergibt sich bei etwa gleichem Aufwand für die Leitungsfilter wie bei den bekannten Anordnungen, z. B. wie bei dem eingangs erwähnten Mor- >5 ristown-Experiment, eine weit größere Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Frequenzbandbereiches, da dann lediglich der Abstand zwischen benachbarten Kanalpaaren ebenso groß wie der Abstand zwischen den einzelnen Kanälen der bekannten Systeme zu " sein braucht, während die Kanäle jedes Paares einander dicht benachbart sein können. Andererseits könnte aber auch das zur Verfügung stehende Frequenzspektrum durchThe paired summary of the message channels can only be done by the pairing in the frequency spectrum, d. H. take place in that the gap between the channels of a pair is smaller than between adjacent ones Channel pairs. In this case, special line filters can be used for each channel of the pair be provided. This results in approximately the same effort for the line filter as in the known arrangements, z. B. as in the Mor-> 5 ristown experiment mentioned above, a far greater utilization of the available frequency band range, since then only the Distance between adjacent pairs of channels as large as the distance between the individual channels of the known systems "needs to be, while the channels each Pair can be closely adjacent to each other. On the other hand, this could also be used for Available frequency spectrum

«5 die gleiche Anzahl von Kanälen ausgenutzt sein wie bei den bekannten Anordnungen. Da dann aber die Zwischenräume zwischen benachbarten Kanalpaaren wesentlich größer sein können als zwischen den einzelnen Kanälen der bekannten Anordnungen, ergibt sich eine bedeutende Vereinfachung in der Bauart der Leitungsfilter.«5 used the same number of channels be as with the known arrangements. But then there are the gaps between neighboring ones Channel pairs can be significantly larger than between the individual channels of the known arrangements, there is a significant simplification in the Type of line filter.

Statt oder gleichzeitig mit der paarweisen Anordnung der Nachrichtenkanäle in dem Frequenzspektrum können auch die Kanäle eines Paares durch ein gemeinsames Leitungsfilter, und zwar sowohl sendeseitig als auch empfangsseitig, erfaßt werden. Hierdurch ergibt sich der besondere Vorteil, daß dann nur noch die Hälfte der Leitungsfilter gegenüber den bekannten Anordnungen erforderlich ist.Instead of or simultaneously with the pairing of the message channels in the Frequency spectrum can also be channeled by a pair through a common line filter, both on the transmit side and on the receive side. This has the particular advantage that then only half of the line filters are required compared to the known arrangements is.

Auf der Empfangsstation werden die beiden Seitenbänder eines Kanalpaares gleich-At the receiving station, the two sidebands of a channel pair are equal

zeitig zwei getrennten Demodulatoren zugeführt, von denen jeder nur mit einer der in Frage stehenden Trägerfrequenzen gespeist ist. Nach der Demodulation werden die Sprechströme eines gegebenen Bandes mittels eines Tiefpaßfilters ausgesiebt. Es wird also von der bekannten Maßnahme Gebrauch gemacht, benachbarte hochfrequente Kanäle dem Demodulator eines bestimmten Kanals zuzuführen und die Trennung dann nach der Demodulation durchzuführen. Durch die paarweise Zusammenfassung der Kanäle, wie sie die Erfindung vorschreibt, und die Be- " nutzung des für beide Kanäle des Paares gemeinsamen Bandfilters wird die niederfre-two separate demodulators, each with only one of the in Question standing carrier frequencies is fed. After demodulation, the speech streams of a given band are recorded using of a low-pass filter. The known measure is used, adjacent high-frequency channels to the demodulator of a specific channel feed and then perform the separation after demodulation. By combining the channels in pairs, such as it prescribes the invention, and the use of what is common to both channels of the pair Band filter, the low-frequency

fio quente Trennung auch bei weitgehender Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Frequenzspektrums möglich, während bisher bei Anwendung dieser Maßnahme die Notwendigkeit bestand, bei Einseitenbandübertragung zwischen den einzelnen Nachrichten- 65-kanälen unbenutzte Frequenzlücken von mindestens Nachrichtenbandbreite zu belassen.fio quente separation even with extensive exploitation of the available frequency spectrum possible, while so far with It was necessary to apply this measure in the case of single sideband transmission unused frequency gaps of at least 65 between the individual message channels Leave message bandwidth.

Es ist dafür zu sorgen, daß die den Demodulator des einen Kanals speisende Trägerfrequenz eine gegenüber der Restträgerfrequenz des anderen Kanals hinreichend hohe Amplitude hat, damit das Tiefpaßfilter die von dem anderen Kanal herrührenden Demodulationsprodukte unterdrückt.Care must be taken that the carrier frequency feeding the demodulator of one channel has a sufficiently high amplitude compared to the residual carrier frequency of the other channel, so that the low-pass filter has the demodulation products originating from the other channel are suppressed.

Die paarweise Zuordnung der Nachrichtenkanäle kann auch· bei einem System angewandt werden, bei dem die Modulation und Demodulation in zwei Stufen erfolgt. Hierbei kann nicht nur ein gemeinsames Leitungsfilter, sondern auch ein gemeinsamer Hilf smodulator bzw. -demodulator für ein Kanalpaar benutzt werden. Die Anwendung einer mehrfachen Modulation ist bei Übertragungssystemen an sich bekannt und sei hier nicht näher erläutert.The paired assignment of the message channels can also be used in a system in which the modulation and demodulation takes place in two stages. Here can not only have a common line filter, but also a common one Help modulator or demodulator can be used for a pair of channels. The application a multiple modulation is known per se in transmission systems and is not explained here.

Die Zeichnungen veranschaulichen das Wesen der Erfindung und stellen schematisch zwei Beispiele von erfindungsgemäß aufgebauten Übertragungssystemen dar. Die Fig. 1 zeigt die frequenzmäßige Verteilung der Nachrichtenkanäle bei einem bekannten System, das bereits erläutert wurde, und Fig. 2 die Nachrichtenkanäle eines erfindungsgemäß aufgebauten Systems. Bei der Anordnung nach Fig. 2 wird ein Band von ο bis etwa 40 kHz übertragen. Es ist unterteilt in 9 Nachrichtenkanäle, von denen einer ein niederfrequenter Nachrichtenkanal und acht trägerfrequente Nachrichtenkanäle sind. Die trägerfrequenteh Nachrichtenkanäle sind gemäß der Erfindung paarweise zusammengefaßt, und zwar unter Benutzung je eines gemeinsamen Bandfilters für beide Kanäle eines Paares. Die Übertragungseigenschaften des Leitungsfilters, sind durch die Kurve 1 gezeigt. Die Pfeile 2 geben die Lage der Trägerfrequenzen der einzelnen Bänder an.The drawings illustrate the essence of the invention and represent schematically represent two examples of transmission systems constructed according to the invention shows the frequency distribution of the message channels in a known system which has already been explained, and 2 shows the communication channels of a system constructed according to the invention. In the Arrangement according to FIG. 2, a band from ο to about 40 kHz is transmitted. It's divided in 9 news channels, one of which is a low frequency news channel and are eight carrier-frequency message channels. The carrier-frequency message channels are combined in pairs according to the invention, using one each common band filter for both channels of a pair. The transmission properties of the line filter are shown by curve 1. The arrows 2 indicate the position of the carrier frequencies of the individual bands.

Aus dem Vergleich der Fig. 2 mit der Fig. ι ist ersichtlich, daß sich durch die Erfindung eine Ersparnis von etwa 50 °/₀ der Zahl der Leitungsfiltei· ergibt. Bei der gleichen Anzahl von Kanälen können die Zwischenräume V zwischen den Durch- . laßbereichen a'. benachbarter Leitungsfilter zweimal so groß werden wie bei bekannten Systemen. Dies gestattet, die bei der Modulation auftretenden und zur Übertragung nicht benutzten Seitenbänder darin unterzubringen, so daß die sende- und empfangsseitigen Leitungsfilter dazu benutzt werden ^ können, das Übersprechen zwischen den Kanälen zu verhindern.From the comparison of Fig. 2 ι with FIG. It can be seen that a savings of about 50 ° / ₀ of the number of Leitungsfiltei · results by the invention. With the same number of channels, the spaces V between the through. leave areas a '. adjacent line filters are twice as large as in known systems. This allows the sidebands that occur during the modulation and are not used for transmission to be accommodated in it, so that the line filters on the transmission and reception sides can be used to prevent crosstalk between the channels.

Die Trägerfrequenzen können ganz oder teilweise in den Modulatoren oder in den Leitungsfiltern unterdrückt werden. Die Wirkungsweise des Systems gemäß der Erfindung hängt jedoch nicht von der Amplitude der übertragenen Trägerwellen ab.The carrier frequencies can be wholly or partly in the modulators or in the Line filters are suppressed. The operation of the system according to the invention however, does not depend on the amplitude of the transmitted carrier waves.

Bei der Empfangsstation nach Fig. 3' ist eine Anzahl von Bandfiltern 4 parallel an die ankommende Leitung 3 geschaltet. Mit der Ausgangsseite des Leitungsfilters 4 sind über die Wege S und 6 zwei parallel liegende Demodulatoren 7 und 8 verbunden. Dem einen Demodulator wird die obere und dem anderen Demodulator die untere Trägerfrequenz des Kanalpaares zugefügt. Mit dem Ausgang der Demodulatoren sind Tiefpaßfilter 9 und 10 verbunden, die das Sprachband eines gegebenen Kanals aussondern. Der Vorgang der Frequenzumsetzung ist in den Diagrammen der Fig. 3 dargestellt, und zwar ist oben das Übertragungsspektrum hinter dem Bandfilter 4 gezeigt. Dieses Übertragungsspektrum umfaßt hier die zwei Kanäle eines Paares, die mit I und II bezeichnet sind. Das Ergebnis der Demodulation im .Demodulator 7 ist in der Mitte gezeigt. Das Frequenzband des Kanals I ist in den ursprünglichen Sprachbereich umgesetzt und wird über das Filter 9, das durch die Kurve 11 dargestellt ist, gewonnen. Andererseits ist das Frequenzband des Kanals II so umgesetzt, daß es über dem normalen Sprachband liegt, so daß es von dem Filter 9 nicht durchgelassen wird. Das Ergebnis der Demodulation im Demodulator 8 ist ähnlich und ist unten gezeigt.In the receiving station according to FIG. 3 ', a number of band filters 4 are parallel to the incoming line 3 switched. With the output side of the line filter 4 are over the paths S and 6 are connected to two parallel demodulators 7 and 8. To the one demodulator is the upper carrier frequency and the other demodulator the lower carrier frequency of the channel pair added. With the output of the demodulators low-pass filters 9 and 10 are connected, which the voice band discard a given channel. The frequency conversion process is shown in the diagrams in FIG. 3, and although the transmission spectrum behind the band filter 4 is shown above. This transmission spectrum here includes the two Channels of a pair, which are labeled I and II. The result of the demodulation in .Demodulator 7 is shown in the middle. The frequency band of channel I is converted into the original language area and is passed through the filter 9 that is passed through the curve 11 is shown, won. On the other hand is the frequency band of the channel II implemented so that it is above the normal voice band, so that it is not passed by the filter 9. The result the demodulation in demodulator 8 is similar and is shown below.

In der Sendestation der Anordnung nach Fig. 4 ist ein getrennter Modulator 12, 13 für jeden Kanal vorgesehen. In der ersten Reihe ist das Sprachband der beiden Kanäle η und η + ι gezeigt. Das Frequenzband des Kanals η moduliert die Trägerfrequenz do in dem ersten Modulator 12 und das Frequenzband des Kanals η + ι moduliert die Trägerfrequenz d'o in dem anderen ersten Modulator 13. In der zweiten Zeile ist das Ergebnis dieser Modulation gezeigt. Durch ein Bandfilter mit dem Dämpfungsverlauf der Kurve 14 wird das untere Sei- tenband des Kanals η + ι und das obere Seitenband des-. Kanals η durchgelassen.In the transmitting station of the arrangement according to FIG. 4, a separate modulator 12, 13 is provided for each channel. The voice band of the two channels η and η + ι is shown in the first row. The frequency band of the channel η modulates the carrier frequency do in the first modulator 12 and the frequency band of the channel η + ι modulates the carrier frequency d'o in the other first modulator 13. The result of this modulation is shown in the second line. The lower side band of the channel η + ι and the upper side band of the-. Channel η let through.

Für jedes Kanalpaar sind zwei Modulatoren 12 und 13 und ein Bandfilter mit der Dämpfungskurve 14 vorgesehen. Die Frequenzen do und d'o sind identisch für alle Kanalpaare, ebenso die Dämpfungskurve 14 der Bandfilter. Es sei bemerkt, daß es bei mit Mehrfachmodulation arbeitenden Systemen bekannt ist, alle Nachrichtenkanäle in der ersten Modulationsstufe mit der gleichen Trägerfrequenz zu modulieren.Two modulators 12 and 13 and a band filter with attenuation curve 14 are provided for each channel pair. The frequencies do and d'o are identical for all channel pairs, as is the attenuation curve 14 of the band filters. It should be noted that in systems operating with multiple modulation it is known to modulate all communication channels in the first modulation stage with the same carrier frequency.

Das durch das Filter mit der Dämpfungskurve 14 hindurchgelassene Kanalpaar-modtfliert in dem Leitungsmodulator 15 eine Trägerfrequenz dn, die für jedes Kanalpaar verschieden ist. Der Ausgang des Leitungsmodulators 15 ist .an die Übertragungsleitung ο. dgl. angeschlossen, und zwar parallel mit den Ausgängen der Leitungsmodulatoren der' übrigen Kanalpaare. Das .Er- 7<> gebnis der Modulation ist in der · dritten Zeile gezeigt, wobei die gestrichelten Linien die Frequenzspektren der benachbarten Kanalpaaje zeigen.The channel pair passed through the filter with the attenuation curve 14 modulates in the line modulator 15 a carrier frequency dn which is different for each channel pair. The output of the line modulator 15 is .to the transmission line ο. Like. Connected, in parallel with the outputs of the line modulators of the 'other channel pairs. The result of the modulation is shown in the third line, the dashed lines showing the frequency spectra of the adjacent channel pairs.

Auf der Empfangsstation ist mit der Übertragungsleitung ein Leitungsdemodulator 16 verbunden, der parallel mit den Leitungsdemodulatoren der anderen Paare angeschaltet ist. Der Demodulator wird mit einer Trägerfrequenz dn gespeist. In der vierten Reihe ist das Modülationsergebnis gezeigt. Ein Bandfilter mit der Dämpfungs- / kurve 17 trennt den Übertragungsbereich eines, gegebenen Paares heraus, und wie bei den Anordnungen nach der Fig. 3 wird dieses Übertragungsband einer zweiten Demodulation in den Enddemodulatoren 18 und 19 unterworfen, die mit Trägerfrequenzen do und d'o gespeist werden. -Die-Trennung erfolgt durch Tiefpaßfilter mif der Charakteristik 20.At the receiving station, a line demodulator 16 is connected to the transmission line and is connected in parallel with the line demodulators of the other pairs. The demodulator is fed with a carrier frequency dn. The fourth row shows the modulation result. A band filter with the attenuation / curve 17 separates the transmission range of a, given pair out, and as with the arrangements according to FIG. 3 of this transmission band is subjected to a second demodulation in the Enddemodulatoren 18 and 19, the carrier frequencies do and d o be fed. -The separation is carried out by a low-pass filter with characteristic 20.

Die Frequenzen do und d'o liegen vorteilhaft oberhalb des übertragenen Frequenzbereiches, desgleichen ihre Seitenbänder und die Trägerfrequenzen dn. In diesem Fall sind keine weiteren Trennfilter erforderlich.The frequencies do and d'o are advantageously above the transmitted frequency range, as are their sidebands and the carrier frequencies dn. In this case, no further separation filters are required.

Da die' Größe des Restträgers, der über die Leitung empfangen wird, den Grad des ,Übersprechens zwischen benachbarten Kanälen bestimmt, ist es erwünscht:Since the 'size of the residual beam that is about the line is received, the degree of crosstalk between adjacent channels certain, it is desirable:

1. bei der sendeseitigen Modulation mit einer Trägerfrequenzunterdrückung, zu arbeiten, 1. with the modulation on the transmit side a carrier frequency suppression to work,

2. daß durch die Filter ein Maximum an Dämpfung für die Trägerfrequenzen erreicht wird.2. that the filter achieves a maximum attenuation for the carrier frequencies will.

Die¹ Grenzfrequenzen.des Durchlaßbereiches der Filter sollen daher so dicht wie möglich bei den Grenzen des übertragenen Bandes liegen. Da die Bänder des Kanals so ange- ti ο ordnet sind, daß diejenigen Teile, die den höheren Frequenzen der Sprache entsprechen, nahe' beieinanderliegen (diese haben bekanntlich nur einen geringen Energiegehalt), können die Bänder dicht aneinandergerückt werden, ohne daß nennenswerte Schwierigkeiten bei dem Aussieben des verhältnismäßig schmalen Frequenzbereiches entstehen.The ¹ Grenzfrequenzen.of the pass band of the filter should therefore be as close as possible to the limits of the transmitted band. Since the bands of the channel are arranged in such a way that those parts corresponding to the higher frequencies of speech are close together (as is well known, these have only a low energy content), the bands can be brought close together without any significant difficulties sifting out the relatively narrow frequency range.

Als zusätzlicher Vorteil eines gemäß der Erfindung aufgebauten Systems sei noch erwähnt, daß ein Kanalpaar durch ein Musik-As an additional advantage of a system constructed according to the invention, it should be mentioned that that a pair of channels through a music

programm ersetzt werden kann, wobei die Leitungsfilter unverändert bleiben können. Die Vereinigung mehrerer Nachrichtenbänder zu einem breiteren Band, das beispielsweise für die Übertragung eines Musikprogrammes benutzt wird, ist an sich bekannt.program can be replaced, whereby the line filters can remain unchanged. The merging of several news bands into one broader band, for example is used for the transmission of a music program is known per se.

Claims

Patent claims:

ίο i. Multi-carrier communication system, in which only one complete sideband is used for message transmission, while the carrier frequency and the other sideband are completely or partially suppressed are, characterized in that the carrier-frequency communication channels are formed alternately by an upper and a lower side band, which are combined in pairs so that the lower channel the upper sideband of the lower carrier frequency and the upper channel the lower sideband of the upper Is the carrier frequency of the channel pair.

2. System according to claim 1, characterized in that on the transmission and / or on the receiving side, the channels of a pair are routed through a common bandpass filter.

3. System according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the space between adjacent channels is different Pairs about the width of a message tape.

4. System according to the preceding claims, characterized in that on the receiving side the two channels of a pair at the same time two demodulators are supplied, each with one of the corresponding carrier frequencies is fed, and the separation in a known manner according to the Demodulation takes place.

5. System according to any one of the preceding claims when using a Multiple modulation, characterized in that the channel pairs transmit and / or on the receiving side each shared by one of the two channels of a pair Auxiliary modulator or demodulator after formation or before dissolution of the channel pairs are implemented in their frequency position.

6. System according to claim 5, characterized in that the formation or Resolution of the channel pairs with the same carrier frequencies for all channel pairs he follows. .

7. System according to claim 5 and 6, characterized in that the carrier frequencies of the various modulation levels above the frequency range to be transmitted is selected are.

1 sheet of drawings