RU2099884C1 - Method of duplex transmission of digital information over two-wire circuit and device for its realization - Google Patents
Method of duplex transmission of digital information over two-wire circuit and device for its realization Download PDFInfo
- Publication number
- RU2099884C1 RU2099884C1 SU5006415/09A SU5006415A RU2099884C1 RU 2099884 C1 RU2099884 C1 RU 2099884C1 SU 5006415/09 A SU5006415/09 A SU 5006415/09A SU 5006415 A SU5006415 A SU 5006415A RU 2099884 C1 RU2099884 C1 RU 2099884C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- signal
- output
- subscriber
- converter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электросвязи и может быть использовано для организации дуплексной связи абонента или группы абонентов с автоматической телефонной станцией по двухпроводной цепи, в том числе с осуществлением основного доступа к цифровой сети. The invention relates to the field of telecommunications and can be used for organizing duplex communication of a subscriber or group of subscribers with an automatic telephone exchange through a two-wire circuit, including the implementation of basic access to a digital network.
Известен способ [1] дуплексной передачи цифровой информации по двухпроводной цепи, при котором разделение направлений передачи путем развязки по затуханию осуществляется с использованием дифсистем и цифровых эхоподавителей. При этом абонентам электронных АТС по их заявкам может быть предоставлен так называемый основной доступ к цифровой сети с интеграцией служб. A known method [1] of duplex transmission of digital information on a two-wire circuit, in which the separation of transmission directions by decoupling by attenuation is carried out using differential systems and digital echo cancellers. At the same time, subscribers of electronic telephone exchanges at their request can be provided with the so-called basic access to a digital network with the integration of services.
В соответствии с рекомендациями МККТТ 1984 г. [2] абонентский комплект основного доступа может содержать до восьми различных устройств, в число которых входят цифровые телефонные аппараты, аппаратура "телефакс", "телетекс" и "видеотекс", персональные компьютеры и др. Каждое из перечисленных устройств имеет доступ к двум коммутируемым каналам со скоростью 64 кбит/с и одному дополнительному каналу со скоростью 16 кбит/с, с помощью которого обеспечивается прием и посылка всех сигналов, связанных с обработкой вызовов. Этот же дополнительный канал используется для передачи и приема низкоскоростных сигналов методом коммутации пакетов. In accordance with the recommendations of the CCITT in 1984 [2], the basic access subscriber kit can contain up to eight different devices, including digital telephones, telefax, teletex and video tex, personal computers, etc. Each of of the above devices has access to two switched channels with a speed of 64 kbit / s and one additional channel with a speed of 16 kbit / s, with the help of which all signals related to call processing are received and sent. The same additional channel is used to transmit and receive low-speed signals by packet switching.
Все указанные устройства выводятся на общие четырехпроводные шины, на которых организуется кадр, в котором цифровые сигналы передаются со скоростью 192 кбит/с. В помещении потребителя данный кадр на стыке S перерабатывается в другой кадр со скоростью 160 кбит/с. Этот кадр транслируется по одной телефонной паре на станционный стык V с организацией передачи сигналов одновременно в обоих направлениях при использовании цифровых эхоподавителей. Аппаратура указанного типа, обеспечивающая одновременную передачу цифровых сигналов со скоростью 160 кбит/с в обоих направлениях с применением цифровых эхоподавителей, которая выпускается рядом широко известных фирм [1] отличается большой сложностью. Ее эффективность обеспечивается использованием сверхбольших интегральных микросхем, производство которых достаточно сложно, вследствие чего стоимость устройств сравнительно высока. All these devices are output to common four-wire buses, on which a frame is organized in which digital signals are transmitted at a speed of 192 kbit / s. In the consumer’s premises, this frame at junction S is processed into another frame at a speed of 160 kbit / s. This frame is broadcast on one telephone pair to station V, with the organization of signal transmission in both directions simultaneously using digital echo cancellers. The equipment of this type, providing simultaneous transmission of digital signals at a speed of 160 kbit / s in both directions using digital echo cancellers, which is produced by a number of well-known companies [1] is very complex. Its effectiveness is ensured by the use of ultra-large integrated circuits, the production of which is quite difficult, as a result of which the cost of the devices is relatively high.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому является аппаратура фирмы Эриксон [3] содержащая включенные между абонентским комплектом и электронной АТС цифровые эхоподавители и дифсистемы, с помощью которых осуществляется разделение цифровых потоков, передаваемых дуплексным способом по двухпроводной абонентской линии (фиг.1). При этом для выделения цифрового сигнала с помощью адаптивного фильтра производится формирование балансного сигнала, который позволяет избежать влияния отражений на качество приема. Отраженный сигнал Yк записывается в виде импульсной последовательности с детерминированным тактовым интервалом, установленным при передаче исходящего сигнала Xк. Компенсирующий сигнал Zк генерируется таким образом, чтобы наиболее полно обеспечить выполнение равенства Zк -Yк, что позволяет достичь хороших результатов в подавлении отраженного сигнала и восстановлении принимаемой последовательности.The closest in technical essence to the proposed one is the Erickson company equipment [3] containing digital echo cancellers and differential systems included between the subscriber set and the electronic telephone exchange, with the help of which the digital streams transmitted in a duplex way via a two-wire subscriber line are separated (Fig. 1). Moreover, to select a digital signal using an adaptive filter, a balanced signal is generated, which avoids the influence of reflections on the reception quality. The reflected signal Y k is recorded in the form of a pulse sequence with a deterministic clock interval set when transmitting the outgoing signal X k . The compensating signal Z k is generated in such a way as to most fully ensure that the equality Z k -Y k is fulfilled, which allows achieving good results in suppressing the reflected signal and restoring the received sequence.
Основным недостатком известного способа является сложность устройства, его реализующего, что вызвано конструктивными особенностями цифровых эхоподавителей. The main disadvantage of this method is the complexity of the device that implements it, which is caused by the design features of digital echo cancellers.
Кроме того, указанный способ имеет ограниченную область применения, т.к. не позволяет использовать составные кабельные пары без снижения качества передачи при наличии значительных неоднородностей в местах соединения пар различных типов; применять цифровые абонентские линии с большим затуханием (более 40 дБ на частоте 80 кГц) из-за ограниченной точности компенсации отраженных сигналов; использовать в одном кабеле большое количество систем на разных парах при ограничении допустимых для данного кабеля переходных влияний на ближнем конце из-за перепадов уровней до 40 дБ при встречной передаче информации; организовать проводное вещание высшего класса с использованием абонентских линий связи, т.к. такой цифровой канал вещания требует обеспечить скорость передачи свыше 144 кбит/с. In addition, this method has a limited scope, because does not allow the use of composite cable pairs without reducing the quality of the transmission in the presence of significant heterogeneities at the junction of pairs of various types; apply digital subscriber lines with high attenuation (more than 40 dB at a frequency of 80 kHz) due to the limited accuracy of compensation of reflected signals; use a large number of systems on different pairs in one cable while limiting the transient influences acceptable for a given cable at the near end due to level differences of up to 40 dB during oncoming transmission of information; organize wired broadcasting of the highest class using subscriber communication lines, as Such a digital broadcast channel requires a transmission rate of more than 144 kbps.
Цель изобретения упрощение устройства, реализующего способ дуплексной передачи цифровой информации по двухпроводной цепи, а также расширение возможной области применения указанного способа. The purpose of the invention is the simplification of a device that implements a method of duplex transmission of digital information on a two-wire circuit, as well as expanding the possible field of application of this method.
Поставленная цель достигается тем, что осуществляется способ дуплексной передачи цифровой информации по двухпроводной цепи, заключающейся в одновременной передаче цифровых сигналов от электронной АТС к абоненту и от абонента к электронной АТС между стыковыми точками S и V с последующим их разделением, преобразуют двоичные сигналы абонентов в биполярную последовательность, занимающую полосу частот 0oC ω1 двоичные сигналы электронной АТС в абсолютную биимпульсную последовательность с уменьшением в 2 раза амплитуд следующих друг за другом импульсов совпадающей полярности, занимающую полосу частот (ω2> ω1) ω1÷ ω2, затем производят независимую передачу сигналов двух направлений с последующим их частотным разделением и обратным преобразованием в исходные двоичные цифровые сигналы, при этом длительность импульсов биполярной последовательности должна в 4 раза превышать длительность импульсов абсолютной биимпульсной последовательности.This goal is achieved by the fact that there is a method of duplex transmission of digital information on a two-wire circuit, which consists in the simultaneous transmission of digital signals from an electronic telephone exchange to the subscriber and from the subscriber to the electronic telephone exchange between the connecting points S and V with their subsequent separation, they convert the binary signals of the subscribers into bipolar a sequence occupying a frequency band of 0 o C ω 1 binary signals of an electronic telephone exchange in an absolute bi-pulse sequence with a 2-fold decrease in the amplitudes of one after another ohms of pulses of the same polarity, occupying the frequency band (ω 2 > ω 1 ) ω 1 ÷ ω 2 , then independently transmit signals of two directions with their subsequent frequency separation and reverse conversion to the original binary digital signals, while the pulse duration of the bipolar sequence should be 4 times the pulse duration of the absolute bi-pulse sequence.
В качестве многоуровневого сигнала, занимающего полосу частот 0 oC ω1÷ ω2 могут быть использованы, в частности, сигналы биполярный [4] дуобинарный, НВЗТ, НДВЗ и т.д. [5] Для размещения энергетических спектров указанных сигналов и абсолютной биимпульсной последовательности с уменьшением в 2 раза амплитуд следующих друг за другом импульсов в сопряженных диапазонах частот соответственно ω1 и ω1÷ ω2 (фиг.2), чем обеспечивается разделение двух направлений передачи с использованием фильтров ВЧ для направления "станция-абонент", и фильтров НЧ для направления "абонент-станция", необходимо, чтобы отношение длительности импульсов абсолютной биимпульсной последовательности τаб.к длительности импульсов многоуровневых сигналов τмн.с. составляло при α 1 для биполярного сигнала, длительность импульсов которого равна длительности тактового интервала, и для многоуровневых сигналов другого типа, длительность импульсов которого также равна длительности тактового интервала, где ω
Для дальнейшего рассмотрения в качестве многоуровневого сигнала, занимающего частотный диапазон 0 oC ω1 будет использоваться биполярный сигнал, для которого α 1 и длительность импульсов tбип должна в 4 раза превышать длительность импульсов τаб абсолютной биимпульсной последовательности.For further consideration, a bipolar signal will be used as a multilevel signal occupying the frequency range 0 o C ω 1 , for which
Существенным является тот момент, что для размещения двух различных направлений передачи в неперекрывающихся частотных диапазонах не применяются способы модуляции с использованием несущих частот [6] реализация которых в значительной мере осложняет и удорожает устройства, установленные на АТС и в помещении потребителя, а также понижает помехозащищенность и, следовательно, снижает качество передачи. It is significant that for the placement of two different transmission directions in non-overlapping frequency ranges, modulation methods using carrier frequencies [6] are not used, the implementation of which greatly complicates and increases the cost of devices installed on the telephone exchange and in the consumer’s premises, as well as reduces noise immunity and therefore, reduces transmission quality.
Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве, предназначенном для осуществления указанного способа, между абонентским комплексом и электронной АТС, связанными абонентской линией, введены в направлении "абонент-станция" последовательно соединенные преобразователь двоичного сигналов в биполярную последовательность, вход которого подключен к выходу абонентского комплекта, НЧ-фильтр и преобразователь биполярной последовательности в двоичный сигнал, вход которого подключен к выходу электронной АТС, а в направлении "станция-абонент" -- последовательно соединенные преобразователь двоичного сигнала в абсолютную биимпульсную последовательность с предыскажением импульсов, вход которого соединен с выходом электронной АТС, ВЧ-фильтр и преобразователь абсолютной биимпульсной последовательности с предыскажением импульсов в двоичный сигнал, выход которого подключен к входу абонентского комплекта, при этом преобразователь двоичного сигнала в абсолютную биимпульсную с предыскажением импульсов содержит первый-четвертый RS-триггеры, первый и второй логические элементы ИЛИ, первую-пятую линии задержки, первый и второй буферные усилители, первый и второй детекторы перемены знака (каждый из которых состоит из последовательно соединенных дифференциальной схемы, накопителя и первого порогового устройства), первый логический элемент НЕ и трансформатор, причем выход двоичного сигнала электронной АТС связан с S-входом первого RS-триггера непосредственно, с S-входами второго и третьего RS-триггеров через первый логический элемент НЕ, с S-входом четвертого RS-триггера через последовательно соединенные первый логический элемент НЕ и третью линию задержки, выход хронирующего сигнала электронной АТС связан с R-входами первого и третьего RS-триггеров через четвертую линию задержки, а с R-входами второго и четвертого RS-триггеров через последовательно соединенные четвертую и пятую линии задержки, выходы первого и четвертого RS-триггеров подключены к входам первого логического элемента ИЛИ, выходы третьего и второго RS-триггеров к входам второго логического элемента ИЛИ, выходы первого и второго логических элементов "ИЛИ" подключены соответственно через последовательно соединенные первую и вторую линии задержки и первый и второй буферные усилители к соответствующим обмоткам трансформатора, а также через соответствующие первый и второй детекторы перемены знака к вторым входам первого и второго буферных усилителей, а преобразователь абсолютной биимпульсной последовательности с предыскажением импульсов в двоичный сигнал содержит второе пороговое устройство, однополупериодный и двухполупериодный выпрямители, первый и второй логические элементы И, второй логический элемент НЕ и шестую линию задержки, при этом вход второго порогового устройства является входом преобразователя, а выход соединен с входами однополупериодного и двухполупериодного выпрямителей, выход однополупериодного выпрямителя подключен к входу шестой линии задержки и входу второго логического элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом логического элемента И, второй вход которого подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя, а выход к первому входу второго логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом шестой линии задержки, а выход является выходом преобразователя. This goal is also achieved by the fact that in the device designed to implement the specified method, between the subscriber complex and the electronic telephone exchange connected by the subscriber line, serial-connected binary signal to bipolar sequence converter, the input of which is connected to the subscriber output, is introduced in the direction "subscriber-station" kit, low-pass filter and converter of the bipolar sequence into a binary signal, the input of which is connected to the output of the electronic telephone exchange, and in the direction of “station- subscriber "- a serial converter of a binary signal into an absolute bi-pulse sequence with a predistortion of pulses, the input of which is connected to the output of the electronic telephone exchange, an RF filter and a converter of an absolute bi-pulse sequence with a predistortion of pulses into a binary signal, the output of which is connected to the input of a subscriber set, the binary to absolute bi-pulse converter with pulse pre-emphasis contains the first to fourth RS triggers, the first and second logical electronic ORs, the first to fifth delay lines, the first and second buffer amplifiers, the first and second sign-change detectors (each of which consists of a series-connected differential circuit, a drive, and a first threshold device), the first logic element is NOT, and the transformer, and the binary signal output The electronic telephone exchange is connected directly to the S-input of the first RS-flip-flop, directly to the S-inputs of the second and third RS-flip-flops through the first logic element, to the S-input of the fourth RS-flip-flop, through the first connected in series logic element NOT and a third delay line, the output of the electronic telephone exchange timing signal is connected to the R-inputs of the first and third RS-triggers through the fourth delay line, and with the R-inputs of the second and fourth RS-triggers through the fourth and fifth delay lines connected in series, the outputs the first and fourth RS-flip-flops are connected to the inputs of the first logical element OR, the outputs of the third and second RS-flip-flops are connected to the inputs of the second logical element OR, the outputs of the first and second logical elements "OR" are connected respectively cuts the first and second delay lines and the first and second buffer amplifiers connected in series to the corresponding transformer windings, as well as through the corresponding first and second sign-change detectors to the second inputs of the first and second buffer amplifiers, and the absolute bi-pulse sequence converter with pulse predistortion into a binary signal contains the second threshold device, half-wave and half-wave rectifiers, the first and second logical elements AND, the second logical element NOT and w there is a delay line, while the input of the second threshold device is the input of the converter, and the output is connected to the inputs of the half-wave and half-wave rectifiers, the output of the half-wave rectifier is connected to the input of the sixth delay line and the input of the second logic element NOT, the output of which is connected to the first input of the AND gate, the second input of which is connected to the output of a half-wave rectifier, and the output to the first input of the second logical element And, the second input of which is connected to the output of the sixth lines of delay, and the output is the output of the converter.
Известно преобразование двоичного цифрового сигнала в биполярную последовательность, выполняемое для передачи цифровой информации по линейным трактам систем дальней связи и позволяющее избежать присутствия постоянной составляющей в спектре передаваемого сигнала, а также получить низкий удельный вес НЧ- и ВЧ-составляющих данного спектра и соответственно низкий уровень переходных помех на каналы систем с частотным разделением, работающих по параллельным парам симметричного кабеля [7]
Однако использование данной последовательности для дуплексной передачи требует в отличие от заявляемого решения две кабельные пары. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".It is known to convert a binary digital signal into a bipolar sequence, which is performed to transmit digital information along the linear paths of long-distance communication systems and to avoid the presence of a constant component in the spectrum of the transmitted signal, as well as to obtain a low specific gravity of the LF and HF components of this spectrum and, accordingly, a low level of transition Interference on the channels of frequency-division systems operating on parallel pairs of a symmetrical cable [7]
However, the use of this sequence for duplex transmission requires, in contrast to the claimed solution, two cable pairs. This allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "significant differences".
На фиг.3 изображена блок-схема предлагаемой дуплексной передачи цифровой информации по двухпроводной цепи; на фиг.4 и 5 представлены схемы отдельных блоков, входящих в устройство, реализующие предлагаемый способ; фиг.6-17 поясняют предложенный способ и работу устройства, его реализующего. Figure 3 shows a block diagram of the proposed duplex transmission of digital information on a two-wire circuit; 4 and 5 are diagrams of the individual blocks included in the device that implement the proposed method; 6-17 explain the proposed method and operation of the device that implements it.
На блок-схеме (фиг.3) представлены: 1 абонент, 2 преобразователь двоичных сигналов в биполярную последовательность, 3 НЧ-фильтр, 4 - преобразователь биполярной последовательности в двоичные сигналы, 5 - электронная АТС, 6 преобразователь двоичных сигналов в абсолютную биимпульсную последовательность с предыскажением импульсов, 7 ВЧ-фильтр, 8 - преобразователь биимпульсной последовательности с предыскажением импульсов в двоичные сигналы. The block diagram (Fig. 3) shows: 1 subscriber, 2 converter of binary signals into a bipolar sequence, 3 low-pass filter, 4 - converter of a bipolar sequence into binary signals, 5 - electronic telephone exchange, 6 converter of binary signals into an absolute bi-pulse sequence with pulse predistortion, 7 high-pass filter, 8 - bi-pulse sequence converter with pulse predistortion into binary signals.
В соответствии с фиг. 3 при передаче сигнала от абонента 1 в сторону электронной АТС 5 производится его преобразование в трехуровневую биполярную последовательность с помощью преобразователя 2, осуществляющего переход от случайного двоичного сигнала к биполярному [4] в котором, как показано на фиг. 6, производится чередование полярности импульсов единичной амплитуды. Энергетический спектр биполярной последовательности (фиг.7) занимает область частот 0 oC ω1 в которой содержится примерно 98% общей мощности сигнала [9] Здесь τ1 ≅Т; τ1 и Т соответственно длительность и период следования импульсов биполярного сигнала.In accordance with FIG. 3, when the signal is transmitted from the
Приведенное расположение энергетического спектра биполярного сигнала, передаваемого от абонента 1 к электронной АТС 5, предопределяет необходимость размещения энергетического спектра сигнала обратного направления в диапазоне частот, ограниченном снизу частотой ω1 Для этой цели при передаче сигнала от электронной АТС 5 в сторону абонента 1 производится его преобразование в многоуровневую последовательность с помощью преобразователя 6, осуществляющего переход от случайного двоичного сигнала к абсолютной биимпульсной последовательности с предыскажением амплитуд импульсов [7] Принцип данного преобразования иллюстрируется с помощью фиг.8.The above arrangement of the energy spectrum of the bipolar signal transmitted from
Фиг.8 дает представление об алгоритме преобразования двоичной последовательности в абсолютную биимпульсную, где каждая двоичная единица передается с помощью пары -1, +1. Энергетический спектр полученной последовательности, как показано на фиг.9, располагается в области частот 0 oC ω2 где Легко видеть, что в рассматриваемом случае для эффективного разделения частотных диапазонов прямого и обратного направлений необходимо уменьшить частоту ω1 и увеличить частоту ω2 что возможно осуществить путем уменьшения длительности импульса τ2 при максимально возможной длительности τ1 Т. Однако подобные операции привели бы к значительному расширению полосы частот, необходимых для передачи абсолютного биимпульсного сигнала (фиг.10). Избежать данного недостатка позволяет применение абсолютной биимпульсной последовательности с предыскажением амплитуд импульсов. Введение предыскажений амплитуд импульсов абсолютной биимпульсной последовательности, впервые описанное в [7] и осуществляемое в соответствии с фиг.11, предполагает уменьшение амплитуды двух следующих друг за другом импульсов одинаковой полярности в β раз по сравнению с амплитудой импульсов чередующейся полярности. Предыскажения описанного типа позволяют трансформировать энергетический спектр передаваемого сигнала таким образом, что достигается значительное уменьшение низкочастотных составляющих спектра, степень которого определяется величиной параметра b
На фиг.12 показан характер изменения энергетического спектра абсолютной биимпульсной последовательности в области низких частот с ростом коэффициента b. Фиг.12 свидетельствует о том, что при b 2-2,5 может быть достигнуто сокращение доли общей мощности сигнала, содержащейся в полосе частот 0 oC wср, до 1-3% где Отсюда следует, что для совместной передачи сигналов прямого и обратного направлений с помощью предложенного способа необходимо разместить энергетический спектр биполярного сигнала в области частот 0 что позволит производить разделение направлений передачи с помощью НЧ- и ВЧ-фильтров с низким уровнем вносимых искажений.Fig. 8 gives an idea of an algorithm for converting a binary sequence to an absolute bi-pulse one, where each binary unit is transmitted using a pair of -1, +1. The energy spectrum of the obtained sequence, as shown in Fig.9, is located in the frequency range 0 o C ω 2 where It is easy to see that in the case under consideration, for the effective separation of the frequency ranges of the forward and reverse directions, it is necessary to reduce the frequency ω 1 and increase the frequency ω 2, which can be done by reducing the pulse duration τ 2 at the maximum possible duration τ 1 T. However, such operations would lead to a significant expanding the frequency band necessary for transmitting an absolute bi-pulse signal (Fig. 10). The use of an absolute bi-pulse sequence with a pre-emphasis of pulse amplitudes allows one to avoid this drawback. The introduction of pre-emphasis of pulse amplitudes of an absolute bi-pulse sequence, first described in [7] and carried out in accordance with Fig. 11, implies a decrease in the amplitude of two successive pulses of the same polarity by a factor of β compared with the amplitude of pulses of alternating polarity. The predistortions of the described type make it possible to transform the energy spectrum of the transmitted signal in such a way that a significant reduction in the low-frequency components of the spectrum is achieved, the degree of which is determined by the value of parameter b
On Fig shows the nature of the change in the energy spectrum of the absolute bi-pulse sequence in the low frequency region with increasing coefficient b. 12 shows that when b 2-2.5 can be achieved by reducing the share of the total signal power contained in the frequency band 0 o C w cf to 1-3% where It follows that for the joint transmission of signals of the forward and reverse directions using the proposed method, it is necessary to place the energy spectrum of the bipolar signal in the frequency domain 0 which will allow the separation of transmission directions using low-pass and high-pass filters with a low level of introduced distortion.
Для этой цели достаточно установить τ2 Т/4 при τ1 Т, что позволяет получить изображенную на фиг.13 систему расположения частотных диапазонов, отведенных для сигналов прямого и обратного направлений. Полученная система расположения частотных диапазонов обеспечивает наряду с эффективным разделением направлений передачи с помощью простых в исполнении фильтров НЧ и ВЧ дополнительное ограничение полосы передаваемых частот абсолютной биимпульсной последовательности частотой ω2≈ 3ωT, где . Данное ограничение может быть достигнуто в связи с тем, что введение предыскажений наряду с уменьшением низкочастотных составляющих спектра абсолютной биимпульсной последовательности предполагает аналогичное уменьшение высокочастотных составляющих указанного спектра. Степень уменьшения высокочастотных составляющих значительно превышает степень уменьшения составляющих в области низких частот, поскольку спектр одиночного прямоугольного импульсаS(ω), входящий в качестве сомножителя в выражение для энергетического спектра передаваемого сигнала, имеет вид, изображенный на фиг.14.For this purpose, it is sufficient to set τ 2 T / 4 at τ 1 T, which allows one to obtain the arrangement of frequency ranges shown in Fig. 13 for the signals of the forward and reverse directions. The resulting frequency band arrangement system provides, along with efficient separation of transmission directions with the help of simple low-pass and high-pass filters, an additional restriction of the transmitted frequency band of the absolute bi-pulse sequence with a frequency of ω 2 ≈ 3ω T , where . This limitation can be achieved due to the fact that the introduction of pre-emphasis, along with a decrease in the low-frequency components of the spectrum of the absolute bi-pulse sequence, implies a similar decrease in the high-frequency components of the specified spectrum. The degree of reduction of the high-frequency components significantly exceeds the degree of reduction of the components in the low-frequency region, since the spectrum of a single rectangular pulse S (ω), which is included as a factor in the expression for the energy spectrum of the transmitted signal, has the form shown in Fig. 14.
Из изложенного выше следует, что новый принцип использования совокупности известных из [4]-[7] свойств энергетических спектров многоуровневых последовательностей позволяет впервые в мировой практике осуществить совместную передачу сигналов прямого и обратного направлений по двухпроводным линиям связи без применения дорогостоящих и сложных в производстве эхоподавителей и дифсистем, а также без малоэффективных в рассматриваемом случае приемов частотной модуляции. It follows from the above that the new principle of using the combination of the energy spectra of multilevel sequences known from [4] - [7] allows for the first time in world practice to carry out joint transmission of signals of direct and reverse directions through two-wire communication lines without the use of expensive and complicated echo cancellers and differential systems, as well as without ineffective in this case, frequency modulation techniques.
Рассмотрим подробней устройство для осуществления предлагаемого способа дуплексной передачи информации по двухпроводной цепи, представленное на фиг. 3. Let us consider in more detail the device for implementing the proposed method of duplex transmission of information over a two-wire circuit, shown in FIG. 3.
Преобразователь 2, осуществляющий преобразование случайной двоичной последовательности в биполярную, может быть построен, например, в соответствии со схемой приведенной в [8] и представленной на фиг.15. A
В этом преобразователе с помощью счетного триггера Т21 и двух схем совпадения U1 и U2 производится формирование четной и нечетной последовательностей, соответствующих положительным и отрицательным импульсам биполярного сигнала, RS-триггеры Т23 и Т24 используются для запуска буферных усилителей Бус1 и Бус2 и для управления RS-триггером Т22, который в свою очередь с целью повышения помехозащищенности включается в цепь обратной связи и разрешает поочередную работу логических схем U1 и U2. Объединение положительных и отрицательных импульсов в единую последовательность и согласование с линией осуществляется буферными усилителями, нагруженными на общую нагрузку, в качестве которой выступает трансформатор Тр.In this converter, with the help of a counting
Второй преобразователь 6 (фиг.4) осуществляет преобразование случайной двоичной последовательности в абсолютную биимпульсную с одновременным введением предыскажений. Как показано на фиг.4, второй преобразователь содержит первый-четвертый RS-триггеры 9-12, первый и второй логические элементы ИЛИ 13, 14, первую и вторую линии 15, 16 задержки на 3/4 тактового интервала, первый и второй буферные усилители 17, 18, первый и второй детекторы 19, 20 перемены знака, каждый из которых состоит соответственно из последовательно соединенных дифференциальной схемы 21 (22), накопителя 23 (24) и первого порогового устройства 25 (26). The second Converter 6 (figure 4) converts a random binary sequence into an absolute bi-pulse with the simultaneous introduction of pre-emphasis. As shown in figure 4, the second Converter contains the first to fourth RS-triggers 9-12, the first and second logic gates OR 13, 14, the first and
Второй преобразователь 6 содержит также первый логический элемент НЕ 27, третью, четвертую и пятую линии 28, 29, 30 задержки на 1/4 тактового интервала и трансформатор 31. При этом выход двоичного сигнала электронной АТС 5 связан с S-входом первого RS-триггера 9 непосредственно, с S-входами второго и третьего RS-триггеров 10, 11 через логический элемент НЕ 27, а с S-входом четвертого RS-триггера 12 через последовательно соединенные первый логический элемент НЕ 27 и третью линию 28 задержки. The
Выход хронирующего сигнала электронной АТС 5 связан R-входами первого и третьего RS-триггеров 9, 11 через четвертую линию 29 задержки, а с R-входами второго и четвертого RS-триггеров 10, 12 через последовательно соединенные четвертую и пятую линии 29, 30 задержки. The output of the timing signal of the
Выходы первого и четвертого RS-триггеров 9, 12 подключены к входам первого логического элемента ИЛИ 13, выходы третьего и второго RS-триггеров 11, 10 входам второго логического элемента 14 "ИЛИ". Выходы первого и второго логических элементов ИЛИ 13, 14 подключены соответственно через последовательно соединенные первую и вторую линии 15, 16 задержки и первый и второй буферные усилители 17, 18 к соответствующим обмоткам трансформатора 31. Кроме того, выходы первого и второго логических элементов ИЛИ 13, 14 через соответствующие детекторы 19, 20 перемены знаков подключены к вторым входам соответственно буферных усилителей 17, 18. The outputs of the first and fourth RS-flip-
Преобразователь 6 работает следующим образом. Поступающие на входы RS-триггеров 9-12 импульсные последовательности представляют собой исходный двоичный сигнал, инверсный двоичный сигнал непосредственно и задержанный на Т/4, хронирующую последовательность непосредственно и задержанную на Т/4 и Т/2. Converter 6 operates as follows. The pulse sequences arriving at the inputs of RS-triggers 9-12 represent the initial binary signal, the inverse binary signal directly and delayed by T / 4, the timing sequence directly and delayed by T / 4 and T / 2.
Фиг. 16 иллюстрирует принцип формирования положительных и отрицательных импульсов абсолютной биимпульсной последовательности, которые объединяются с помощью буферных усилителей 17, 18, нагруженных на трансформатор 31. FIG. 16 illustrates the principle of the formation of positive and negative pulses of an absolute bi-pulse sequence, which are combined using
Для внесения предыскажений в абсолютный биимпульсный сигнал используются детекторы 19, 20 перемены знака, с помощью которых фиксируются случаи появления в абсолютном биимпульсном сигнале двух следующих друг за другом символов одинаковой полярности. Детектор такого назначения срабатывает, когда две логических единицы разделены промежутком Т/4, и не срабатывает, когда этот промежуток составляет 3/4 Т или 5/4 Т. В случае срабатывания детектора перемены знака в буферный усилитель вносится затухание 6 дБ, обеспечивающее уменьшение вдвое амплитуд следующих друг за другом импульсов одинаковой полярности. Для согласования момента внесения предыскажений с выходным сигналом детектора перемены знака в каждом случае появления двух следующих друг за другом импульсов одинаковой полярности производится задержка сигнала, поступающего на вход буферного усилителя, на 3Т/4. For making pre-emphasis in the absolute bi-pulse signal, sign-
Для осуществления обратного преобразования биполярного сигнала 4 используется простейшая схема, основанная на принципе двухполупериодного выпрямления [9] Схема преобразователя 8 абсолютной биимпульсной последовательности с предыскажением импульсов в двоичный сигнал изображена на рис.5. Поскольку введенные предыскажения не должны влиять на работу обратного преобразователя, на его вход помещается пороговое устройство с порогом срабатывания, расположенным ниже уровня амплитуды сдвоенных импульсов одинаковой полярности. To carry out the inverse transformation of
Преобразователь 8 содержит второе пороговое устройство 32, однополупериодный выпрямитель 33, двухполупериодный выпрямитель 34, второй логический элемент НЕ 35, первый и второй логические элементы И 36, 37, шестую линию 38 задержки на 1/4 тактового интервала. При этом вход второго порогового устройства 32 является входом преобразователя 8, а выход соединен с входами однополупериодного выпрямителя 33 и двухполупериодного выпрямителя 34. Выход однополупериодного выпрямителя 33 подключен к входу второго логического элемента НЕ 35 и к входу шестой линии 38 задержки. Выход второго логического элемента НЕ 35 соединен с первым входом первого логического элемента И 36, второй вход которого подключен к выходу двухполупериодного выпрямителя 34. Выход шестой линии 38 задержки соединен с первым входом второго логического элемента И 37, второй вход которого подключен к выходу первого логического элемента И 36. Выход второго логического элемента И 37 является выходом преобразователя 8. The Converter 8 contains a
В соответствии с фиг.5 абсолютная биимпульсная последовательность с предыскажением амплитуд импульсов, прошедшая пороговое устройство 32, поступает одновременно на входы однополупериодного 33 и двухполупериодного 34 выпрямителей. In accordance with figure 5, the absolute bi-pulse sequence with a pre-emphasis of the amplitudes of the pulses, passing the
С выхода однополупериодного выпрямителя 33 сигнал подается на второй логический элемент НЕ 35, и тот же сигнал поступает на вход линии 38 задержки. С выхода логического второго элемента НЕ 35 сигнал подается на первый вход логического элемента И 36, на второй вход которого поступает сигнал с выхода двухполупериодного выпрямителя 34. Сигналы с выходов линии 38 задержки и логического элемента И 36 подаются на первый и второй входы второго логического элемента И 37. В результате указанных преобразований на выходе второго логического элемента И 37 возникает исходная двоичная последовательность. From the output of the half-wave rectifier 33, the signal is supplied to the second logic element NOT 35, and the same signal is fed to the input of the
Фиг.17 иллюстрирует работу данного преобразователя. 17 illustrates the operation of this converter.
Таким образом, предлагаемый способ одновременной передачи сигналов прямого и обратного направлений по двухпроводной абонентской линии связи без применения эхоподавителей и дифсистем обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
использование составных кабельных пар без снижения качества передачи, наблюдаемого в прототипе из-за наличия отраженных сигналов, вследствие отсутствия дифсистем;
возможность применения цифровых абонентских линий с затуханием, превышающим 40 дБ, которое является верхней границей в рассматриваемом прототипе, вследствие отсутствия эхоподавителей;
использование в одном кабеле большого количества систем на разных парах вследствие отсутствия значительных перепадов уровней при встречной передаче информации при ограничении допустимых для данного кабеля переходных влияний на ближнем конце;
возможность организации проводного вещания высшего класса вследствие ограничения сверху диапазона передаваемых частот без внесения значительных высокочастотных искажений.Thus, the proposed method for simultaneous transmission of signals of direct and reverse directions through a two-wire subscriber communication line without the use of echo cancellers and differential systems provides the following advantages compared to existing methods:
the use of composite cable pairs without compromising the transmission quality observed in the prototype due to the presence of reflected signals due to the absence of differential systems;
the possibility of using digital subscriber lines with attenuation exceeding 40 dB, which is the upper limit in the considered prototype, due to the absence of echo cancellers;
the use of a large number of systems on different pairs in one cable due to the absence of significant level differences during oncoming transmission of information while limiting transient effects at the near end that are acceptable for a given cable;
the ability to organize wire broadcasting of the highest class due to the upper limit of the range of transmitted frequencies without introducing significant high-frequency distortion.
Источники информации
1. System 12 Digital Eocchauge JNN Tehnical Yournal, vol. 59, N 1/2, 1985.Sources of information
1. System 12 Digital Eocchauge JNN Tehnical Yournal, vol. 59,
2. MKKTT, т. VI, вып VI-5. Цифровые транзитные станции в интегральных цифровых сетях. Q.501 Q.517, 1984. 2. MKKTT, v. VI, issue VI-5. Digital transit stations in integrated digital networks. Q.501 Q.517, 1984.
3. Ericsson Rewiy JSPN, 1984, vol.61(прототип)
4. M. R. Aoron. PST transmission influ exchange pkauf Bell system techuical Journal, Junuary, 1962, vol. 41.3. Ericsson Rewiy JSPN, 1984, vol. 61 (prototype)
4. MR Aoron. PST transmission influ exchange pkauf Bell system techuical Journal, Junuary, 1962, vol. 41.
5. П.Былянский и Д. Ингрем. Цифровые системы передачи. Связь, 1985. 5. P. Bylyansky and D. Ingram. Digital transmission systems. Communication, 1985.
6. Многоканальная связь. Связь, 1971. 6. Multichannel communication. Communication, 1971.
7. Л.М.Поляк. Вероятный анализ многоуровневых сигналов. Связь, 1981. 7. L.M. Polyak. Probable analysis of multi-level signals. Communication, 1981.
8. Л.С.Левин и М.А.Плоткина. Цифровые системы передачи информации. Радио и связь, 1982. 8. L.S. Levin and M.A. Plotkina. Digital information transfer systems. Radio and Communications, 1982.
9. Справочник радиолюбителя-конструктора Энергия, 1977. 9. Handbook of amateur radio designer Energia, 1977.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5006415/09A RU2099884C1 (en) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Method of duplex transmission of digital information over two-wire circuit and device for its realization |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5006415/09A RU2099884C1 (en) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Method of duplex transmission of digital information over two-wire circuit and device for its realization |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2099884C1 true RU2099884C1 (en) | 1997-12-20 |
Family
ID=21587391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5006415/09A RU2099884C1 (en) | 1991-08-22 | 1991-08-22 | Method of duplex transmission of digital information over two-wire circuit and device for its realization |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2099884C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139422A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie 'rosysky Federalny Yaderny Tstentr - Vserossysky Nauchno-Issledovatelsky Institut Tekhnicheskoi Fiziki Akademika E.I. Zababakhina' | System for information duplex transmission using a two-wire communication line |
RU2566949C1 (en) * | 2014-11-27 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method of formation of bipolar signals for data transmission through air gap and device for its implementation |
RU2719557C1 (en) * | 2019-09-27 | 2020-04-21 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" | Method of transmitting and receiving data through an air gap based on inductively coupled circuits excited by rectangular pulses of different polarity, and a device for realizing said |
RU2786049C1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-12-16 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф.Уткина" | Method for transmitting data through an air gap based on inductively coupled circuits excited by a combination of rectangular pulses, and a device for its implementation |
-
1991
- 1991-08-22 RU SU5006415/09A patent/RU2099884C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU, авторское свидетельство, 813804, кл. H 04 J 3/00, 1981. Ericsson Rewig JSPN 1984, v. 61. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007139422A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Federalnoe Gosudarstvennoe Unitarnoe Predpriyatie 'rosysky Federalny Yaderny Tstentr - Vserossysky Nauchno-Issledovatelsky Institut Tekhnicheskoi Fiziki Akademika E.I. Zababakhina' | System for information duplex transmission using a two-wire communication line |
RU2566949C1 (en) * | 2014-11-27 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанский государственный радиотехнический университет" | Method of formation of bipolar signals for data transmission through air gap and device for its implementation |
RU2719557C1 (en) * | 2019-09-27 | 2020-04-21 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина" | Method of transmitting and receiving data through an air gap based on inductively coupled circuits excited by rectangular pulses of different polarity, and a device for realizing said |
RU2786049C1 (en) * | 2022-03-09 | 2022-12-16 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф.Уткина" | Method for transmitting data through an air gap based on inductively coupled circuits excited by a combination of rectangular pulses, and a device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6940830B2 (en) | Method and apparatus for echo cancellation | |
KR0131823B1 (en) | Digital data over voice communication | |
Vaidyanathan | Filter banks in digital communications | |
US5636246A (en) | Multicarrier transmission system | |
US5025443A (en) | Digital data over voice communication | |
US5956372A (en) | Coding system for digital transmission compression | |
US6288632B1 (en) | Apparatus and method for power line communication (PLC) | |
EP0231959A1 (en) | Arrangement for full-duplex data transmission over two-wire circuits | |
US20040095898A1 (en) | Asymmetric modem communications system and method | |
WO2003063372A2 (en) | Crosstalk mitigation in a modem pool environment | |
CA2211215C (en) | Digital transmission system | |
US4078157A (en) | Method and apparatus for regenerating a modified duobinary signal | |
US3737585A (en) | Regenerative pcm line repeater | |
US6658049B1 (en) | xDSL repeater system and method | |
JP3389492B2 (en) | Simultaneous transmission device and simultaneous transmission method | |
RU2099884C1 (en) | Method of duplex transmission of digital information over two-wire circuit and device for its realization | |
Inoue et al. | Time-shared two-wire digital subscriber transmission system and its application to the digital telephone set | |
JPS5822895B2 (en) | Method of input/output coupling of broadband pulse signals to remote power supply cable section | |
US7463682B2 (en) | Coding method for binary digits coding and its circuit for digits transmission | |
SU1415456A1 (en) | Regenerator of bipolar digital signals | |
US3459894A (en) | Dynamic comb filter | |
Paratz et al. | Speech transmission using an adaptive burst mode technique | |
US2556677A (en) | Secret communication system | |
AU708318B2 (en) | Improved multicarrier transmission system | |
SU1748257A1 (en) | Device foe duplex transmission and discrete perception of information |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040823 |