DE1931698C - Übertragungssystem mit Pulscode modulation - Google Patents
Übertragungssystem mit Pulscode modulationInfo
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Description
E(x) = ^
hat.
Darin beoeutet
χ
/
T
/T = normierte Frequenz,
variable Frequenz.
Taktperiode der Codeelemente.
S|veM = Leistungsdichte des vorgegebenen
PCM-Nutzsignals am Eingang des Streckenabschnitts,
SnJx) = geforderte L^istun^dichte des PCM-Nutzsignals ai.i Ausgang des Streckenabschnitts unter Beri jksichtigung der
in den Streckenabschnitt einbezogenen Entzerrer.
Dämpfungsfaktor des Kabels,
ubersprechfaktor des Nahnebensprechens.
Anzahl der störenden PCM-Signale.
A(x)
An(X)
η =
Die Erfindung betrifft ein übertragungssystem mit Pulscodemodulation, bei dem der in beiden Ubertragungsrichtungen
ausgenutzte, wenigstens zwei unerwünscht miteinander koppelnde Ubertragungsl>;itungen
enthaltende übertragungsweg in vorzugsweise mehrere Streckenabschnitte unterteilt ist, die über mit
Entzerrern versehene Regeneratoren verbunden sind und bei dem gegebenenfalls im einzelnen Streckenabschnitt
die Signalart und oder Signalform durch die dem einzelnen Regenerator beigeordneten Entzerrer
geändert wird.
Bei der übertragung von PCM-Signalen auf Leitungen ist die Länge eines Streckenabschnitts durch
systembedingte Übertragungseigenschaften begrenzt. Die gesendeten Impulse werden durch die frequenzabhängige
Dämpfung und Phasenlaufzeit des Kanals verzerrt, was zu Überlappungen benachbarter Impulse
führen kann. Es ist also in gewissen Abständen dafür Sorge zu tragen, daß das Signal wieder in seine
ursprüngliche Form gebracht wird. Dies erreicht man mittels Regeneratoren und beigeordneten Entzerrern,
die man, wie in »Bell System Technical Journal«, 1966, S. 1007, angegeben, am Anfang und/oder am
Ende eines Streckenabschnitts anordnet. Eine Entzerrun« im Verlaufe des Streckenabschnitts selbst hat
sich weaen der ungenügenden Nahnebensprechdampfunü
als unaünstis erwiesen. Bisher bekannte Systeme zur~ übertragung von PCM-Signalen über Kabel
* sind bezüglich des Störabstandes der übertragenen
Nachricht noch nicht optimal ausgelegt. Gerade bei der Mehrfachausnutzung von Ortsleitungen, wo die
PCM-Signale in beiden" Richtungen auf mehreren Leitungen, die in einem Kabel enthalten si: ± über-
tragen werden, treten Störungen durch das Nahnebensprechen
in besonders starkem Maß auf. Line \ ererößerunü
des vorhandenen Störabstandes zwischen Nachricht und Störung ist also hier von großem
Nutzen.
ι ς Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
System zur übertragung von PCM-Signalen auf Leitungen anzugeben, welches es gestattet, die Summe der
aus der nicht exakten Leitungsentzerrung and einer infolge des Nahnebensprechens entstandenen Stb-
?n rung auf einfache Weise möglichst klein zu halten.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der dem einzelnen Streckenabschnitt zugeordnete Entzerrer zur Behebung des durch die unerwünschte Kopplung verursachten Nahnebenspre-
chens einen Übertragungsfaktor £(x) gemäß der Gleichung
SsJx) A(X)
hat.
x = /T = normierte Frequenz,
/ = variable Frequenz,
T = Taktperiode der Codeelemente,
SnJx) = Leistungsdichte des vorgegebenen PCM-Nutzsignals am Eingang des Strecker abschnitts,
SnoM = geforderte Leistungsdichte des PCM-Nutzsignals am Ausgang des Streckenabschnitts
unter Berücksichtigung der in den Strekkenabschnitt einbezogenen Entzerrer,
A(x) = Dämpfungsfaktor des Kabels,
AN(x) - ubersprechfaktor des Nahnebensprechens.
η = Anzahl der störenden PCM-Signale.
Bei der Erfindung wird von der Überlegung ausgegangen, daß in der Gleichung für den Ubertragungsfaktor des Streckenabschnitts der Quotient
in einen Formänderungsfaktor
und in einen Artänderungsfaktor
[T (r\~l
aufgeteilt werden kann. Unter der Formänderung wird hierbei die Änderung der Impulsform, bezogen
auf Eingang und Ausgang des Streckenabschnitts verstanden, beispielsweise also die Verformung eines
am Eingang des Streckenabschnitts vorhandenen Rechteckimpulses in einen Impuls mit etwa sinusförmigem
Verlauf. Unter der Artänderung wird ver-
standen, wenn sich die Impulsart zwischen Eingang
und Ausgang de·, Streckenabschnittes unterscheidet,
nenn also beispielsweise am Eingang mit einem binären
Impulssignal gesendet wird und am Ausgang
tin quasitemäres Impulssignal zur weiteren Aus«-Triune'vorliegt.
Fun solches übertragungssystem Aare
dann beispielsweise ein sogenanntes biternares im
Sinne der in einer Veröffentlichung in der NTZ !965.
jjef[ ; ν 141 bis !44 \erwendeten Ausdrueksv.-ji-.e.
Damit ersehen sich für die übertragung der charakteristischen
Signalmerkmale vier grundsätzliche Möglichkeit
ρ ·> Sisinal wird möglichst unec-u'irt und uiv.cr-.;
i.-rt übertragen
ι;:. bedeutet
ι;:. bedeutet
Γ -S\,i-vi
1 .
S.,
2. Das Signal wird zwar in seiner Form, nicht jedoch
in seiner Art, im Verlaufe der übertragung verändert; so kann z.B. ein binäres Signal mit
rechteckförmiger Signalform im Verlaufe der übertragung in ein gleichartiges mit sinusförmiger
Signalform verwandelt werden. Auch hier \\ erden die digitalen Merkmale nicht verändert.
Pas bedeutet
. IXl
Das Signal wird in seiner Art und damit in seinen digitalen Merkmalen verändert; z.B. wird aus
einem binären Signal im Verlaufe der übertragung ein pseudoternäres oder ein biternares.
Ϊ nter einem pseudoternären Signal, das auch verschiedentlich
als bipolares Signal bezeichnet wird, wird ein solches verstanden, bei dem eine
pseudoternäre Null aus einer binären Null hervorgeht, während aus der binären Eins abwechselnd
plus Eins und minus Eins erzeugt werden. Inter einem biternären Signal, das auch verschiedentlich
als suobinäres Signal bezeichnet wird, wird ein solches verstanden, bei dem eine biternäre
Null aus einer binären Null hervorgeht, während aus der binären Eins eine Eins besonderen
Vorzeichens folgt, dessen Wechsel dann und nur dann ausgelöst" wird, wenn eine ungerade
Anzahl aufeinanderfolgender Nullen dazwischenliegt.
Das bedeutet
Das bedeutet
fm dies /u \erdeutlichen, werden .'.unächst die
Optimierung für den Fall 1 und dann für die Fälle 2 bis 4 behandelt. Dabei werden folgende Definitionen
verwendet Is. hier/u F ig. 11.
.v --■ / T aul die Bi'.folgeperiode normierte
Frequenz.
.S\_ivi — Leistungsdichte des IK M-Nut/signals ...in
Kabelcingang 1.
.S\,. = 2 j .s\t.(.vid.x Gesamtleistung des PC M-Si-
enals am Kabelemganü I.
.-li.x) = Dämpfungsfaktor des Kabels.
.-li.x) = Dämpfungsfaktor des Kabels.
L - Kabellänge /wischen den Verst.trkerpunk-
ten I und 11.
/:!.x) = t'bertragungsfaktor lies Lnt/errers.
-SK,.I\) = Leistungsdichte eines störenden IVM-
Signals, am Kabeleingang 11. η = Anzahl der störende PCM-Signale.
As{x) = übersprechfaktor des Nahnebensprechens.
SVa(x) = Leistungsdichte des PCM-Nutzsignals
hinter dem Entzerrer,
SNA = 2 \SsJx)dx Gesamtleistung des PCM-
(I
Nutzsignals hinter dem Entzerrer. SrJx) = Leistungsdichte der störenden PCM-Signale
hinter dem Entzerrer.
SR< = 2 SRa(x)dx Gesamtleistung aller Störn
signale hinter dem Entzerrer, SyA — Verzerrungsleistung (mittlerer quadratischer
Fehler des Nutzsignals hinter dem Entzerrer).
SRYA = gesamte Störleistung.
1, 2, 3 ... m = Adernpaare bzw. Leitungen im Kabel. (Sämtliche Faktoren beziehen sich auf die Leistung, sämtliche Leistungen auf die Amplitude 1.)
1, 2, 3 ... m = Adernpaare bzw. Leitungen im Kabel. (Sämtliche Faktoren beziehen sich auf die Leistung, sämtliche Leistungen auf die Amplitude 1.)
Optimierung unter Beibehaltung von Signalart und -form
Entsprechend der unter Punkt 1 genannten Möglichkeit soll SVo ^ Sse werden, wobei SRA + SVA
= SRVA möglichst klein sein soll. Mit obigen Definitionen
wird die Nutzleistung
30
35
40
SS
= 2JsSe
(x) -A(x) ■ £(.x)dx
4. Kombination von 2 und 3; das Signal wird im
Verlaufe der übertragung sowohl in seiner Art und di(, Ven:errungsleistung
als auch in seiner Form verändert.
Das bedeutet
1:
SyA
2 jsNr{x) · (1 -
dbc. (2)
If 'Jf
Es ist also die Möglichkeit gegeben, einen Faktor Unter der Voraussetzung, daß η hinreichend groß
im Ubertragungsfaktor E(x) des Entzerrers abzu- ist, addieren sich die Leistungen der einzelnen Störer;
spalten, wodurch sicii eine wesentlich vorteilhaftere 65 es wird ,
Dimensionierung des Systems, insbesondere auch „ , f „
hinsichtlich des sich «un ergebenden Entzerrers, er- *ra- -■ "J *ReW ' As(x) ■ b(x)üx (JJ
reichen läßt. 0
Die Leistungsdichte der Signale ist in beiden Richtungen zwar gleich; da aber zwischen Störsignal und
Nutzsignal keine Korrelation besteht, wird
>RVA —
[n · AN{x) ■ E(X) + (1 -
dx. (4)
Der Ubertragungsfaktor des Entzerrers E(x) soll nun so gewählt werden, daß SKVA ein Minimum wird.
Das ist erfüllt für
Em - - A{xl -, (51
£(X)- [AiX)+ n-An(X)?
l)
Gleichung (S) zeigt, daß der optimale Entzerrer unabhängig von der Leistungsdichte des Signals, sondern nur abhängig von den Kabeldaten und der Zahl
der störenden Signale ist. Die gesamte Störlcistung wird hiermit
zogenen Entzerrer zurückgewonnenen Signals SNa bestimmt wird.
Es läßt sich zeigen, daß es gleichgültig ist, ob der
Entzerrer an den Kabeleingang oder -ausgang gelegt oder auf beide Seiten verteilt wird; keinesfalls darf
er jedoch im Verlaufe des Kabels angeordnet werden. Insbesondere kann man den Entzerrer nach Gleichung (8) auch aufspalten in die durch die beiden
Quotienten gegebenen Faktoren und die Wirkung des
■ο ersten Faktors an den Kabeleingang legen. Das läuft
aber wiederum auf den Fall hinaus, daß von vornherein mit Sn, gesendet wurde.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand von Diagrammen zu einem Ausfuhrungsbeispiel näher
erläutert.
Als ein Anwendungsbeispiel wird die übertragung von POM-Signalen eines Zeitmultiplexsystems mit
32 Fernsprechkanälen auf einer Ortslcitung mit 0,6 mm
Durchmesser untersucht. Den frequenzabhängigen
Faktoren A (x) und AN(x) im Ubertragungsfaktor E(x)
wurden folgende Formeln zugrunde gelegt:
die gesamte Nutzleistung
(6)
E(X) =
S%mix)
A{x)
[A(X) + η
18)
womit auch hier fur Stör- und Nutzleistung die Gleichungen (6) und (7) mit der Einschränkung gehen,
daß Sj,m statt Sn, einzusetzen ist. Geht man von der
Voraussetzung S„f % S,, aus, kann man grundsätzlich sagen, daß bei Vereng eines optimalen Entzerrers der Signal-Geräuscb-Abstand nkbt von der
Signalart und -form des gesendeten Signab SHe. sondern des am Ausgang des Streckenabschnitts unter
Berücksichtigung der in den Streckenabschnitt etnbe-
A(X)
(L = Län
25
<W \'x ♦ IJix)
in km).
Es zeigen in der F i g. 2 die Kurven 1 bis 4 eine logarithmische Darstellung der Übertragungsfunktion E(x) des Entzerrers für die folgenden Fälle:
Ist η ■ AN(x)
< A(x\, so geht der Quotient in Gleichung (6) gegen Null, der Quotient in Gleichung (7)
gegen Eins. Ist dagegen η - A„(x) >
A(x\, so geht der Quotient in Gleichung (6) gegen Eins und der Quotient in Gleichung (7) gegen Null. Obwohl der optimale Entzerrer unabhängig, von der Leistungsdichte
des Signals ist, wird SKVA um so kleiner und SSA um
so größer, je mehr sich die Leistungsdichte SSr(x)
in Frequenzbereichen konzentriert, in denen η-A^x)
■c A(x) ist. In der Praxis bedeutet das, Signalart und
-form so zu wählen, daß die Leistungsdichte mit zunehmender Frequenz rasch abklingt.
Optimierung bei sich ändernder Signalart
und/oder -form
Entsprechend den Möglichkeiten der Änderung von Signalart und/oder -form soll SNa £ Sn, werden
mit der Einschränkung, daß SSa wiederum ein Signal
ergibt, welches charakteristische Merkmale des Signals enthält.
30
Kur
ve
Signa lan
gleichbleibend
gleichbleibend
Binär in Biternär
Binär in Pseudoteraär
gleichbleibend
Rechteck in Sinus
Rechteck in Sinus
Rechteck in Sinus
In F i g. 2 ist mit Kurve 1 der Frequenzgang der Entzerrerfunktion für das Beispiel L= 2,4 km und
π = 40 bei gleichbleibender Signalart und -form aufgetragen. Soll durch die Entzerrung außerdem der
übergang von der Rechteck- in die Sinusform bewirkt werden, so ist sie nach Kurve 2 auszulegen. Hier
liegt das Maximum und damit die Grenzfrequenz etwas tiefer. Kurve 3 ergibt den übergang vom binären zum
biternären Signal. Hier liegt die erste Nullstelle des Entzerrers schon bei χ = 0.5. Der übergang vom bi-
nären zum pscudoteraären Signal ist mit Kurve4
dargestellt. Hier ergibt skh eine NuOsteOe für χ = 0,
dtL, der niederfrequente Anteil des binären Signah
wird vollkommen weggedämpft. Diese Möglichkeil bietet den Vorteil, ubertra^er mit einer relativ hohen
s5 unteren Grenzfrequenz verwenden zu können. Außerdem werden alle in dieses Frequenzgebiet fallenden
Störungen (z. B. Wählgeräusche) von den Eingängen der Regeneratoren ferngehalten. Die Einsparung an
Verstärkung gegenüber dem Fall, daß Signalart und
te -form beibehalten wird, beträgt hier außerdem I2db
Hinsichtlich der schaltungstechnischen Ausbildung der Entzerrerschahungen ist zu sagen, daß sich die
üblichen, z. B. auch in der einleitend genannten Literaturstelle angeführten Formen eignen und diese durch
6$ besondere Bemessung entsprechend den geforderten
Übertragungseigenschaften angepaßt werden können
Claims (1)
- I 931 698Patentanspruch:übertragungssystem mit Pulscodemodulation, bei dem der in beiden fbertra-iunii^nchiunscn ausgenutzte, wenigstens zwei unerwünscht miteinander koppelnde übertragungsleitungen enthaltende übertragungsweg in vorzugsweise mehrere Streckenabschnitte unterteilt ist. die über mit Entzerrern versehene Regeneratoren \erbundcn ;ind und bei dem gegebenenfalls im einzelnen Streckenabschnitt die Signalart und oder Signalform durch die dem einzelnen Regenerator beigeordneten Entzerrer geändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der dem einzelnen Streckenabschnitt zugeordnete Entzerrer zur Behebung des durch die unerwünschte Kopplung verursachten Nahnebensprechens einen überiragungsfaktur F; \ ι gemäß der Gleichung
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH1056568 | 1968-07-15 | ||
CH1056568A CH493969A (de) | 1968-07-15 | 1968-07-15 | Einrichtung zur Übertragung mit Pulscodemodulation |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1931698A1 DE1931698A1 (de) | 1970-01-22 |
DE1931698B2 DE1931698B2 (de) | 1973-02-15 |
DE1931698C true DE1931698C (de) | 1973-08-30 |
Family
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