DE857071C

DE857071C - Multiple carrier-frequency message transmission system

Info

Publication number: DE857071C
Application number: DES14928D
Authority: DE
Inventors: Richard Dr-Ing Guenther
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-07-05
Filing date: 1941-07-05
Publication date: 1952-11-27

Description

Mehrfachträgerfrequentes Nachrichtenübertragungssystem Bei nielirfachträgerfrequenten Nachrichtenübertragungssystemen ist es bekannt, die einzelnen Nachrichtenbänder durch mehrfache Modulation in die zur Nachrichtenübertragung benutzte Frequenzlage umzusetzen und dabei in jeder Modtilaticnsstufe jeweils die Trägerfrequenz und ein Seitenband zti unterdrücken, also für die Übermittlung jeder Nachricht j,«eils ein Seitenband zti verwcnden. Es ist weiter bekannt, verschiedene S<#iteibänder gleicher Trägerfrequenz zur Übermittlung voneinander verschiedener Nachrichten zti verwenden. Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachrichtenbänder (bzw. Randgruppen) in den einzelnen Modtilationsstufen so anzuordnen, d<iß für all, benützten Triil;erfrequenzen der höheren Modulationsstufen eine solche Doppelausnutzung möglich wird.Multi-carrier communication system with low carrier frequencies It is known to message transmission systems that the individual message bands through multiple modulation in the frequency range used for message transmission implement and thereby in each Modtilaticnsstufe the carrier frequency and a Suppress sideband, that is, for the transmission of every message, j, «eils a Use sideband. It is also known that different S <# iteibänder the same Use the carrier frequency to transmit messages that are different from one another zti. The object of the invention is the message bands (or marginal groups) in the individual To arrange the modulation stages in such a way that they are used for all, used triiles Such double utilization becomes possible with the higher modulation levels.

Gemäß der Erfindung werden die in ihrem Frequenzbereich umgesetzten Nachrichtenbänder bzw. Randgruppen so in der Fcequenzskala angeordnet, daß die tiefste Frequenz der der darauffolgenden Modulationsstufe zuzuführenden Bänder bzw. Bandgruppen gleich einem ungeradzahligen Vielfachen n der halben l,rc(iuenzbancll)reite, insbesondere gleich der hallen Freqtienzbandbreite dieser Nachrichtenbänder bzw. dieser Nachrichtenbandgruppen ist.According to the invention, they are converted in their frequency range Message bands or marginal groups are arranged in the frequency scale so that the lowest Frequency of the bands or band groups to be fed to the subsequent modulation stage equal to an odd multiple n of half l, rc (iuenzbancll) ride, in particular equal to the full frequency bandwidth of these message bands or these message band groups is.

L?in eine Doppelausnutzung aller Träger der jevveils folgenden Modulationsbänder bei lückenloser A n,i nanderreihung der einzelnen Nachrichtenbänder bzw. Nachrichtenbandgruppen zu erzielen, werden weiterhin in den höheren Modulationsstufen von den in der vorhergehenden Modulationsstufe gebildeten Nachiichtenbändern bzw. Bandgruppen 2 (1 + n) oder ein Vielfaches davon aneinanclergereiht. Der Faktor n kann dabei in den einzelnen Modulationsstufen voneinander verschieden sein. Zweckmäßigerweise wird man ihn jedoch im allgemeinen in allen Modulationsstufen gleich wählen.L? In a double use of all carriers of the respective following modulation bands if the individual message bands are lined up without gaps respectively. To achieve news band groups are still in the higher modulation levels from the light bands formed in the previous modulation stage or Band groups 2 (1 + n) or a multiple thereof lined up in a row. The factor n can differ from one another in the individual modulation levels. Appropriately however, it will generally be chosen to be the same for all modulation levels.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. i a bis 4b, die verschiedene Frequenzscheinen zeigen, noch näher erläutert. Der Aufbau eines die Erfindung benutzenden Systems ist nicht dargestellt, da sowohl die Mehrfachmodulation als auch die Doppelausnutzung von Trägerfrequenzen an sich bekannt ist.The invention is illustrated with reference to FIGS. 1a to 4b, the different frequency bands show, explained in more detail. Building a system using the invention is not shown because both the multiple modulation and the double utilization of carrier frequencies is known per se.

In den Fig. i a und t b ist das Frequenzsch-enia eines mit dreifacher Modulation arbeitenden mehrfachträgerfrequenten Systems dargestellt, bei dein als Nachrichtenbandbreite 4 kHz gewählt ist. Die einzelnen niederfrequenten Nachrichtenbänder Haben die in der Fig. i a durch NF gekennzeichnete Frequenzlage und werden durch Modulation mit dem Träger T1 von 8 kHz abwechselnd in den Bereich von 4 bis 8 kHz (unteres Seitenband) und 8 bis 12 kHz (oberes Seitenband) verschoben. Je zwei Nachrichtenbänder verschiedener Frequenzlage bilden so das sich von 4 bis 12 kHz erstreckende Vormodulationsband 1M, das eine Bandbreite von 8 kHz aufweist. Die untere Frequenz eines solchen Vormodulationsbandes ist bei 4 kHz, sie ist also halb so groß wie die Frequenzbandbreite des Vormodulationsbandes beträgt. Die Grundgruppe GG wird nun in der zweiten Modulationsstufe durch Aneinanderreihung von Vormodulationsbändern gebildet. Mit der Trägerfrequenz T21 voll 28 kI-Iz werden in zwei getrennten Modulationsanordnungen je ein Vorniodulationsband moduliert und einmal das entstehende untere Seitenband von 16 bis 24 und das andere Mal das entstehende obere Seitenband von 32 bis 4o kHz benutzt. Entsprechend wird das durch Modulation mit der Trägerfrequenz von T22 von 36 kHz entstehende untere Seitenband von 24 bis 32 kHz sowie das bei Modulation mit einem anderen Vormodulationsband entstehende obere Seitenbandi von 4o bis 48 kHz benutzt. Man erhält auf diese Weise eine Grundgruppe von aneinandergereihten Vormodulationsbändern, die sich von 16 bis 48 kHz j erstreckt, also eine Frequenzbandbreite von 32 kHz aufweist. Die unterste Frequenz 16 kHz dieser Grundgruppe GG ist gleich der halben Frequenz Bandbreite der Grundgruppe. In der Fig. i b ist j schematisch dargestellt, wie die Bandgruppe BG durch Aneinanderreihung von einzelnen Grundgruppen in einer weiteren Modulationsstufe gebildet wird. Die einzelnen Grundgruppen haben alle die gleiche Frequenzlage 16 bis 48 kHz. Durch Modi lation der Trägerfrequenz Tgl von 112 kHz mit einer Grundgruppe wird einmal das untere Seitenband 64 bis 96 kHz und durch Modulation mit einer anderen Grundgruppe das obere Seitenband 128 bis 16o kHz gewonnen. Die verschiedenen Seitenbänder der Trägerfrequenz T32 von 144 kHz, die je einer anderen Grundgruppe entsprechen, erstrecken sich von 96 bis 128 kHz und von 16o bis 192 kHz. Es ist sc eine Bandgruppe von lückenlos aiwinandergereiliten Grundgruppen entstanden, die sich von 64 bis 192 kHz erstreckt und eine Frequenzbandbreite von j 128 kHz aufweist. Die unterste Frequenz dieser Bandgruppe ist 64 kHz, ist also gleich der halben Frequenzbandbreite der Bandgruppe. Die Bandgruppe kann nun in bekannter Weise unmittelbar zur Übertragung benutzt werden oder auch durch weitere Modulation in einen anderen Frequenzbereich umgesetzt werden, gegebenenfalls mit weiterer Aneinanderreihung von Bandgruppen.In FIGS. Ia and tb, the frequency diagram of a multi-carrier frequency system operating with triple modulation is shown, in which the message bandwidth selected is 4 kHz. The individual low-frequency message bands have the frequency position indicated in Fig. Ia by NF and are shifted by modulation with the carrier T1 of 8 kHz alternately in the range of 4 to 8 kHz (lower sideband) and 8 to 12 kHz (upper sideband). Every two message bands of different frequency positions thus form the pre-modulation band 1M, which extends from 4 to 12 kHz and has a bandwidth of 8 kHz. The lower frequency of such a pre-modulation band is 4 kHz, i.e. it is half as large as the frequency bandwidth of the pre-modulation band. The basic group GG is now formed in the second modulation stage by stringing together pre-modulation bands. With the carrier frequency T21 full 28 kI-Iz, a prenodulation band each is modulated in two separate modulation arrangements and the lower sideband from 16 to 24 and the other time the upper sideband from 32 to 40 kHz used. Correspondingly, the lower sideband from 24 to 32 kHz resulting from modulation with the carrier frequency of T22 of 36 kHz and the upper sideband from 40 to 48 kHz resulting from modulation with another pre-modulation band are used. In this way, a basic group of pre-modulation bands lined up one after the other is obtained, which extends from 16 to 48 kHz j, that is to say has a frequency bandwidth of 32 kHz. The lowest frequency 16 kHz of this basic group GG is equal to half the frequency bandwidth of the basic group. FIG. 1b shows schematically how the band group BG is formed by stringing together individual basic groups in a further modulation stage. The individual basic groups all have the same frequency range 16 to 48 kHz. By modifying the carrier frequency Tgl of 112 kHz with a basic group, the lower sideband 64 to 96 kHz is obtained once and the upper sideband 128 to 160 kHz is obtained by modulation with another basic group. The various sidebands of the carrier frequency T32 of 144 kHz, each corresponding to a different basic group, extend from 96 to 128 kHz and from 16o to 192 kHz. A band group of seamlessly migrant basic groups was created, which stretches from 64 to 192 kHz and has a frequency bandwidth of j 128 kHz. The lowest frequency of this band group is 64 kHz, i.e. it is equal to half the frequency bandwidth of the band group. The band group can now be used directly for transmission in a known manner, or it can also be converted into a different frequency range by further modulation, if necessary with further stringing together of band groups.

In der Fig.2 ist ein anderes Beispiel behandelt, und zwar ein Beispiel, bei (lein in der ersten N#lodtilationsstufe alle Nachrichtenbänder NF in die gleiche Vormodulationslage hell von 6 bis io kHz durch Modulation mit der Trägerfrequenz T1 voll io kHz verschoben sind, bei dein also die tiefste Frequenz des Vormodulationsbandes gleich dem 3/2faclien jeder Frequenzbaiidbreite ist. Zur Bildung der Grundgruppe, die sich aus acht aneinandergereiliten Vormodulationsbändern zusammensetzt, werden hier die vier Trägerfrequenzen T21 mit 26 kHz, T22 mit 3o kHz, T23 mit 34 kHz und T24 mit 38 kHz benutzt und jeweils in getrennten Modulationsstufen die oberen und die unteren Seitenbänder gewonnen. Man erhält so die Grundgruppe, die sich von 16 bis 48 kHz erstreckt, im gewählten Bei-; spiel also die gleiche Lage aufweist wie in dem Beispiel der Fig. i a. Denielitsl)iechend kann auch die Bandgruppe in der gleichen Weise gebildet werden wie in Fig. i b, wie es die Fig. 2 b zeigt. Es ist jedoch zu beachten, daß selbstverständlich ebenso wie in dem Beispiel der Fig. i auch in dem Beispiel der Fig. 2 die einzelnen Nachrichtenbänder und- Bandgruppen, z. B. die Grundgruppen GG und die Bandgruppen BG, auch ein Vielfaches von 2 (1 + n) betragen können. So könnte sich beispielsweise in der Fig. 2 a die Grundgruppe auch voll 32 bis 96 kHz erstrecken. Es wären dann die Trägerfrequenzen 42, 46, 50, 54 und 74, 78, 82, 86 in dieser Modulationsstufe erforderlich. Da sich die Grundgruppen dann von 32 bis 96 kHz erstrecken würden, würden sich auch für den Aufbau der Bandgruppen andere Trägerfrequenzen ergeben.Another example is dealt with in Fig. 2, namely an example with (lein in the first N # lodtilationsstufe all message bands NF in the same Light pre-modulation position from 6 to 10 kHz through modulation with the carrier frequency T1 are fully shifted io kHz, i.e. the lowest frequency of the pre-modulation band at your is equal to the 3 / 2faclien of each frequency band width. To form the basic group, which is composed of eight pre-modulation bands that have been run together here the four carrier frequencies T21 with 26 kHz, T22 with 30 kHz, T23 with 34 kHz and T24 with 38 kHz and each in separate modulation stages the upper and won the lower collateral ligaments. This gives the basic group, which differs from 16 extends up to 48 kHz, in the selected case; game has the same position as in the example of FIG. Denielitsl) lechend also the band group in the be formed in the same way as in Fig. i b, as shown in Fig. 2 b. It is however, it should be noted that, of course, as in the example of FIG also in the example of FIG. 2 the individual message bands and band groups, z. B. the basic groups GG and the band groups BG, also a multiple of 2 (1 + n) can be. For example, the basic group in FIG. 2a could be also fully extend 32 to 96 kHz. It would then be the carrier frequencies 42, 46, 50, 54 and 74, 78, 82, 86 are required in this modulation level. As the basic groups would then extend from 32 to 96 kHz would also be used for building the band groups result in other carrier frequencies.

In der Fig. 3 ist vorausgesetzt, daß bereits in an sich bekannter Weise in der ersten Modulationsstufe eine Mehrzahl von Nachrichtenbändern, z. B. vier, aneinandergereiht werden. Die Nachrichtenbandbreite ist hier beispielsweise zu 3 kHz gewählt. Unter Voraussetzung von niederfrequenten Nachrichtenbändern NF von 3 kIiz Bandbreite ergibt sich so durch Doppelausnutzung der Trägerfrequenzen T11 von 9 kHz und T12 von 15 kHz, also durch Benutzung der bei der Modulation cntstehenden oberen und unteren Seitenbänder für voneinander verschiedene Nachrichten, ein Vorinodulationsband VM von 6 bis l8 kHz. Die Vormodulationsbänder in der zweiten Modulationsstufe werden durch Modulation mit den Trägerfrequenzen T21 von 42 kHz und T22 von 54 kHz und durch die Benutzung der verschiedenen Seitenbänder für verschiedene Nachrichtenbandgruppen in Grundgruppen von 24 Bis 72 kIIz Fre<Itienzbandhreite lückenlos a neinandergereilit. \,#'ie aus hi`r. 3b ersichtlich, werden diese Grundgruppen w-icder zu Bandgruppen BG von 96 bis 288 kIlz llan(i1)i-eite vereinigt, und zwar durch Doppelausnutzung der Trägerfrequenzen T31 von 168 kHz und T3.2 vo@i r r6kl-lz.In Fig. 3 it is assumed that a plurality of message bands, z. B. four, are strung together. The message bandwidth is selected here to be 3 kHz, for example. Assuming low-frequency message bands NF of 3 kIiz bandwidth, double use of the carrier frequencies T11 of 9 kHz and T12 of 15 kHz, i.e. by using the upper and lower sidebands for messages that differ from one another, results in a pre-inodulation band VM of 6 to 18 kHz. The pre-modulation bands in the second modulation stage are seamlessly aligned with one another by modulating with the carrier frequencies T21 of 42 kHz and T22 of 54 kHz and by using the different sidebands for different message band groups in basic groups of 24 to 72 kIIz frequency bandwidths. \, # 'ie from hi`r. 3b, these basic groups are combined to form band groups BG from 96 to 288 kIlz llan (i1) i-eite, through double use of the carrier frequencies T31 of 1 68 kHz and T3.2 vo @ ir r6kl-lz.

In den bisher behandelten Beispielen wurde mit _lusnahine des Vorniodulationsbandes in der Fig. 2 a vorausgesetzt, tlaß die tiefste Frequenz der jeweiligen \ac:hrirhtenli@inder bzw. Nachrichtenbandgruppen gleich der halben Frequenzbandbreite des Nztcliriclitvnlian<les bzw. der Nachrichtenbandgruppe ist. In den Fig. 4 ist nun ein Beispiel gezeigt, bei dem allgemein die untere Frequenz ein anderes ungeradzahliges Vielfaches der halben Freqtienzbandbreite ist. Beispielsweise i-zt nach der ersten Modulation die unterste Frequenz des Vorinodulationsbandes, das sich von 7,5 bis 1o.5 kHz erstreckt, gleich dem '/2fachen, während für die Grundgruppe, die in der zweiten 'Modulation entsteht, die unterste Frequenz 54 kHz gleich dein 3/2fachen der Frequenzbandbreite von 36 kIlz der Grundgruppe ist, die sich von 54 bis oo kIlz erstreckt und durch Doppelausnutzung der Trägerf requenzen T,1 von 6.1,5, T22 von 67,5, T23 von 70,5, T24 von 73,5, T" von 76,5 und T16 von 79,5 kHz aus den einzelnen Vormodulationsbändern ergibt. Dabei sind die in der zweiten Vormodulationsstufe benutzten Trägerfrequenzen und die Trägerfreqtieriz Ti von 1o,5 kI-lz der ersten Modulationsstufe in bekannter Weise Vielfache einer gemeinsamen Grundfrequenz von 1,5 kHz. Die so erhaltene Grundgruppe GG kann nun, wie in der Fig. 4b gezeigt, durch erneute Modulation in die Bandgruppe umgesetzt werden.In the examples treated so far, it was assumed that the lowest frequency of the respective \ ac: hrirhtenli @ indians or message band groups is equal to half the frequency bandwidth of the Nztcliriclitvnlian <les or the message band group. An example is now shown in FIG. 4 in which the lower frequency is generally another odd multiple of half the frequency bandwidth. For example, after the first modulation, the lowest frequency of the pre-inodulation band, which extends from 7.5 to 10.5 kHz, is equal to 1/2, while the lowest frequency 54 for the basic group that arises in the second modulation kHz is equal to 3/2 times the frequency bandwidth of 36 kIlz of the basic group, which extends from 54 to oo kIlz and by double utilization of the carrier frequencies T, 1 of 6.1.5, T22 of 67.5, T23 of 70.5, T24 of 73.5, T "of 76.5 and T16 of 79.5 kHz from the individual pre-modulation bands. The carrier frequencies used in the second pre-modulation stage and the carrier frequency Ti of 10.5 kI-1 of the first modulation stage are known in the art Multiples of a common basic frequency of 1.5 kHz. The basic group GG obtained in this way can now, as shown in FIG. 4b, be converted into the band group by renewed modulation.

Wenn die Bandgruppe unmittelbar zur Übertragung benutzt wird oder lediglich als solche in einen anderen Bereich verschoben wird, ist die Lage der in der letzten Modulationsstufe gebildeten Bandgruppe an sich beliebig. Es ist also nicht erforderlich, daß die tiefste Frequenz gleich der halben Frequenzbandbreite oder gleich einem ungeradzahligen Vielfachen der halben Frequenzbandbreite ist. Diese Bedingung ist, wie bereits ausgeführt wurde, jeweils für die in der vorhergehenden Modulationsstufe gebildeten Nachrichtenländer bzw. Bandgruppen innezuhalten. Damit eine Doppelausnutzung aller Trägerfrequenzen in der letzten Modulationsstufe möglich ist, muß jedoch die Bedingung erfüllt sein, daß das 2(z +n) fache der in der vorhergehenden l@lodulationssttife gebildeten Bänder bzw. Bandgruppen oder ein Vielfaches davon aneinandergereiht werden. Im Beispiel der Fig. 4b sind dementsprechend acht Grundgruppen GG durch -Modulation der Trägerfrequenzen T31 = 27o kHz, T32 = 3o6 kHz, T33 = 342 kl-Iz und T34 = 378 kHz durch die bekannte Doppelausnutzung der Trägerfrequenzen in den Bereich 180 bis 468 kHz lückenlos aneinandergereiht. Eine breitere Bandgruppe kann ohne weiteres dadurch erhalten werden, daß statt acht Grundgruppen sechzehn, vierundzwanzig usw. aneinandergereiht werden.If the band group is used directly for transmission or is simply moved to another area as such, the position of the band group formed in the last modulation stage is arbitrary. It is therefore not necessary for the lowest frequency to be equal to half the frequency bandwidth or to an odd multiple of half the frequency bandwidth. As already stated, this condition must be observed for the news countries or band groups formed in the preceding modulation stage. So that a double use of all carrier frequencies is possible in the last modulation stage, the condition must be fulfilled that 2 (z + n) times the bands or band groups formed in the previous l @ iodulations rod or a multiple thereof are strung together. In the example in FIG. 4b, there are eight basic groups GG by modulating the carrier frequencies T31 = 27o kHz, T32 = 3o6 kHz, T33 = 342 kl-Iz and T34 = 378 kHz due to the known double use of the carrier frequencies in the range 180 to 468 kHz lined up without gaps. A broader band group can easily be obtained by stringing together sixteen, twenty-four, etc. instead of eight basic groups.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Multiple carrier frequency message transmission system in which the individual message bands are converted into the frequency position used for message transmission by multiple modulation and the carrier frequency and a side band are suppressed in each modulation stage, and in which different side bands of the same carrier frequencies are used to transmit messages different from one another, characterized in that the The message bands or message band groups converted in their frequency range are in the frequency scale so that the lowest frequency of the bands or band groups to be fed to the subsequent modulation stage is equal to an odd multiple (s) of half the frequency bandwidth, in particular half the frequency bandwidth of these message bands or these message band groups .

2. Message transmission system according to claim i, characterized in that in higher modulation levels from those in the previous modulation level formed message bands or band groups 2 (i +; i) or a multiple thereof be strung together.