NO137133B - Fremgangsm}te og anordning for generering av et antall svakt korrelerte pseudo-tilfeldige pulstog. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en anordning for generering av et antall svakt korrelerte pseudo-tilfeldige pulstog beregnet på å anvendes som forstyrrelsessignaler ved målinger på telefonikabler.

Muligheten til overforing av digitalt kodet informasjon, f.eks. pulskodemodulert tale over en viss parledning i en symmetrisk parkabel er begrenset av ulike faktorer. Blant annet innvirker overhoring fra andre pulskodemodulerte (PCM) systemer i samme kabel forstyrrende på transmisjonen liksom eksempelvis tele-fonstasjonenes signalering, nærliggende jernbaner, kraftledninger og lignende.

Overhoringen forårsakes av de kapasitive og induktive ubalans-ene mellom parledningene i kabelen, idet forskjellen i overhoringen mellom ulike par kan være betydelig. Når begge trans-misjonsretningene blir forlagt til samme kabel begrenses det antall par, som kan utnyttes for PCM-transmisjon liksom de enkelte overforingenes kvalitet, hovedsaklig av den såkalte næroverhoringen, dvs. den overhoring som oppstår.-■ i kabelen mellom ledningspar, som bærer trafikk i motsatte retninger.

Man taler i forbindelse med overhoring om det forstyrrende paret eller parene respektive det forstyrrede paret.

Overhoring er i seg selv et fenomen, som opptrer ved all signal-overforing via kabler, men får ved overforing av pulsformede signaler okt betydning. Dette beror på at de pulsformede signalene i sin allminnelighet har et bredt frekvensspéktrum i kombinasjon med det faktum at overhoringen oker sterkt med stigende frekvens. Overforing av umodulert talesignal krever f.eks. en båndbredde på noen kHz, mens transmisjonen av et 32-kanals PCM-system for tale krever en båndbredde på flere MHz.

Innen et PCM-system innstalleres på en kabel med utilstrekkelig kartlagte overhdringsegenskaper blir det således nodvendig å måle ut dets overhoringskarakteristika. Dette kan innebære at man måler såvel næroverhoring som fjernoverhoring mellom ulike signalstrommer i kabelen. I Electrical Communication, vol. 47, nr. 4, 1972, side 293 finnes en metode beskrevet for måling av næroverhoringen mellom to par i en kabel. Met-oden anvender en såkalt pseudo-tilfeldig signa lgenera tor for å simulere virkelig PCM-trafikk. En slik generator gir på sin utgang et pulstog med en pulsrekkefolge, som riktignok dannes gjennom en bestemt prosess, men som tross dette for visse behov kan anses å være tilfeldig.

Generatoren er forbundet til den ene enden av det forstyrrende paret og den overhorte effekten måles ved nærenden av det forstyrrede paret.

Det ligger naturligvis svært nær å utvide målingen til en samtidig måling av innvirkningen på det forstyrrede paret fra flere forstyrrende par. Man ville imidlertid.neppe etterligne virkelige forhold særlig bra om man parall-elt matet flere forstyrrende par fra samme forstyrrelseskilde.

Et virkelig PCM-signal er organisert i såkalte rammer hver omfattende et antall såkalte tidsspalter en for hver samtale-kanal, hvilke i sin tur omfatter et bestemt antall bit- eller pulsposisjoner. I pulstoget opptrer et stillingsfiksert for hver ny ramme stadig tilbakevendende fast bitmonster, hvilket utnyttes for synkroniseringsformål på mottagersiden. I nevnte tidsspalter overfores i kodet form et sample av kanalens talesignal, dvs. en pulsrekkefolge som er helt tilfeldig så lenge samtale pågår, men som blir mer regelmessig ved samtale-pauser, pauser mellom ord osv. Som folge av denne rammeopp-bygging finnes i virkeligheten mellom to ulike PCM-signaler på en kabel en svak korrelasjon. Hvert PCM-system arbeider dog med sin egen taktgiver. Disse kompliserte forhold kan ved måling etterlignes ved hjelp av et antall generatorer, hvilke hver og en mater sitt forstyrrende par. Generatorene kan derved på sine utganger levere enten pseudo-tilf eldige pulsstrommer med så lange pseudo-til-feldigeord som mulig, dvs. med så lang tid som mulig innen puls-monsteret gjenopptas, eller et signal bestående av en kombinasjon av pseudo-tilf eldig-og hvileinf orma sjon.

For å utfore en realistisk måling på en kabel behoves minst et tyvetalls forstyrrelsessignaler med egenskaper ifolge det ovenstående. Om man for at oppnå svak korrelasjon mellom forstyrr-elsessignalene velger en losning med en separat generator for hvert forstyrrelsessignal får man for de aktuelle pulshastig-hetene et betydelig effektforbruk. Dette blir særskilt merk-bart ved en måleinnretning av dette slag ettersom denne i allminnelighet onskes bærbar og innrettet for batteridrift.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en anordning for generering av testsignaler ifolge det ovenstående, idet en enkel konstruksjon med relativt få komponenter tilbyr en betydelig effektbesparing.

Oppfinnelsens kjennetegn fremgår herved av de kjennetegnende delene av de etterfolgende patentkrav.

Oppfinnelsen blir i det folgende nærmere beskrevet ved hjelp av et utforelseseksempel i form av en anordning i tilknytning til den vedlagte tegningen.

Fig. 1 viser en testsignalgenerator if61ge kjent teknikk.

Fig. 2 viser en måleforbindelse for bestemmelse av overhorings-innvirkning på et forstyrret par.

Fig. 3 viser en anordning ifolge oppfinnelsen.

Fig. 4 viser noen ulike signalers samtidige utseende i anordn-ingen ifolge oppfinnelsen.

I fig. 1 vises en testsignalgenerator av konvensjonelt slag.

Generatoren består hovedsaklig av et tilbakekoblet skiftregister 3, en til registerets skiftinngang tilsluttet skif.tpulsgenera tor 2 og en til registerets utgang tilsluttet koder 4. i registeret er i utgangsstillingen et visst dataord blitt innskrevet. For hver skiftpuls fra generatoren 2 skiftes registerinnhoIdet et trinn samtidig som tilbakekobling fra registerets binære hukommelsesceller til dets inngang skifter inn ny informasjon i registeret. Bestemmende for utseendet av signalet fra registerets utgang er delvis tilbakekoblingsmonsteret og delvis registerets startposisjon. Gjennom å velge tilbakekoblingsmonsteret passende kan på dette vis for et lite antall registertrinn svært lange pulsrekkefdiger tilveiebringes på registerets utgang innen gjentakelse skjer.

PRBS-generatorer (Pseudo Random Binary Sequence) av dette slag, hvilke kan sies å være spesialtilfelle av såkalte lineære sekvens-nett, finnes beskrevet i f.eks. Colomb Solomon W., "Shift Register Sequences", Holden-Day Inc., San Francisco, 1967 og Gill, Arthur "Linear Sequential Circuits" Mc Graw-Hill, New York, 1966.

Utgangssignalet fra skiftregisteret liksom et binært PCM signal har et signalspektrum med betydelig energiinnhold ved lave frekvenser. For å gjore informasjonen passende å overfore er det vanlig å kode om det binære PCM-signalet til et tre-nivå-signal idet man kan få en likespennings gjennomsnittsverdi nær null og dermed minske energiinnholdet for lave frekvenser. En vanlig standardisert tre-nivåkode er den såkalte AMI-koden (Alternate Mark Inversion).

Ettersom signalspektrumet endres ved kodingen er det altså nodvendig å kode den binære pseudo-tilf eldige pulsrekkefolgen fra skiftregisteret slik at man ved overhoringsmålingen etterligner den signaltype, som blir overfort på kabelen ved drift. I måleinnretningen inngår for dette formål en koder og tilpassningskrets 4, hvis utgangssignal U således mater et forstyrrende par.

I fig. 2 vises måleinnretning for bestemmelse av overhorings-innvirkningen på et forstyrret par 8 fra et antall forstyrrende par 6, 7 i en kabel 9. Forstyrrelseskildene 11, som er av det slag som vises i figur 1, mater hvert sitt forstyrrende par. Med hjelp av effektmålere 5 tilsluttet det forstyrrede parets 8

nær- respektive fjernende kan man måle hvor stor del av den innmatede effekten som overhores til det forstyrrede paret 8. Denne måle-fremgangsmåten blir, som nevnte ovenfor, svært effekt-krevende og derfor uegnet da måleinnretningen onskes batteri-drevet.

En utforelsesform av den foreliggende oppfinnelsen vises i fig. 3. Ved hjelp av kun et tilbakekoblet skiftregister 16 er det i denne anordning mulig å danne et antall n innbyrdes svakt korrelerte random-tilfeldige pulssignaler S^.. ,Sn, hvilke etter koding i koderen 4, på det vis som beskrevet ovenfor, kan til-fores et antall forstyrrende par på kabelen..

En skiftpulsgenerators 13 utgangssignal FQ med frekvensen f skifter på samme måte som beskrevet ovenfor informasjon gjennom et skiftregister 16. Signalets F utseende vises i fig. 4. Utsignalene R,...R fra et antall hukommelsesceller i registeret

ln

er på et tilsvarende antall utganger tilgjengelige. Da informasjonen skiftes rundt i registeret kommer utsignalene R^..,Rn til å utgjore faseforskjovne versjoner av samme pseudo-tilfeldige pulsrekkefolge med pulsfrekvensen fQ. Korrelasjonen mellom signalene R1«».Rner således sterk. I fig. 4 vises to slike signaler R.Qog Rp+1fra to på hverandre f olgende hukommelsesceller i registeret". Her er signalet Rp+1en kopi av signalet R^fase-forskjovet en pulslengde.

Hver utgang fra registeret er tilsluttet en samplingskrets 10

i hvilken samplingen av signalet Ri»»«Rnskjer i takt med et for hver samplingskrets individuelt klokkesignal Fi»«»Fnmed frekvensen fi«««fn«Klokkesignalet mates til samplingskretsen fra en klokkesignalgenerator C-....C . Generatorene C....C

± nxn utgjores av frittsvingende oscillatorer, f.eks0 multivibratorer eller RC-oscillatorer med samme nominelle frekvens 'f o,men med relativt lave toleransefordringer. Derved vil utgangssig-nalenes Fi««*Fnfrekvenser fi«»»fn med stor sannsynlighet avvike noe fra frekvensen fQ. I fig. 4 vises to klokkesig-naler F p og F ,,, der frekvensen f per hdyere og frekvensen

p P+l P

fp+^, er lavere enn frekvensen fQ. Det med klokkesignalfrekven-

sen f sampl ede utgangs signa let R.Q fra registeret har i fig. 4

fått betegnelsen S^. På grunn av at frekvensen f pifolge det ovenstående avviker fra pulsfrekvensen fQ for signalet R^

kommer signalet S til å inneholde avvikelser i pulsrekkefolgen relativt signalet R . Samme forhold gjelder de ovrige signaleneS^relativt utgangssignalene R^. Slike avvikelser er i fig. 4

for signalene S^og S^+^blitt betegnet mad bokstaven E.

Gjennom introduksjonen av ovenstående avvikelser E kommer

således korrelasjonen mellom signalene Sl , ...S n til å bli svak-

ere enn korrelasjonen mellom tilsvarende signaler R-L«»«Rn samtidig som de enkelte signalenes S^ pseudo-tilfeldige forhold forbedres. Disse forhold kommer også til å gjelde de som for-

styrrelsessignaler ifolge ovenstående anvendbare kodede puls-

strommene ui»»«un på utgangene fra koderen 4 hvis innganger mates med signalene S,...S .

ln

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for samtidig frembringelse av et antall binære, svakt korrelerte pseudo-tilf eldige pulstog, karak-

terisert ved at et antall (n) innbyrdes fase- forskjovne versjoner av et binært pulstog med gitt frekvens (f ) og periodisk tilbakevendende sekvenser av tilfeldig opp- tredende enere og nuller samples med en for hver versjon individuell frekvens (f^...fn), som hovedsaklig overensstemmer med nevnte gitte frekvens (f ) idet de samplede signalene (S1...Sn) utgjor de svakt korrelerte pseudo-tilfeldige pulstog.

2. Anordning for utforelse av fremgangsmåten ifolge krav 1,karakterisert vedat den omfatter a) et tilbakekoblet skiftregister (16) med et antall utganger fra ulike hukommelsesceller, gjennom hvilket register informa- sjonen skiftes ved hjelp av skiftpulser fra en til registeret tilsluttet skiftpulsgenerator (13) med en forste frekvens (fQ), b) et antall sampl ing skr et ser (10), hver tilsluttet en av nevnte utganger, for på sin utgang å avgi et av nevnte frembragte pseudo-tilf eldige pulstog, c) et antall klokkepulsgeneratorer (C^...Cn) hver tilsluttet en av nevnte samplingskretser for å avgi til denne et klokkesignal med en med nevnte forste frekvens hovedsaklig overensstemmende frekvens (f^...fn) for å styre samplingen av nevnte utgangs-signaler fra registeret.

3. Anordning ifolge krav 2,karakterisertved at nevnte klokkepulsgeneratoreK C^..,Cn) utgjores av innbyrdes usynkroniserte RC-oscillatorer med samme nominelle frekvens.

4. Anordning ifolge krav 2,karakterisertved at nevnte klokkepulsgeneratorer utgjores av innbyrdes usynkroniserte multivibratorer med samme nominelle frekvens.