DE2133327C3 - Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten Übertragungswegen - Google Patents
Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten ÜbertragungswegenInfo
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L25/00—Baseband systems
- H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
- H04L25/06—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection
- H04L25/061—Dc level restoring means; Bias distortion correction ; Decision circuits providing symbol by symbol detection providing hard decisions only; arrangements for tracking or suppressing unwanted low frequency components, e.g. removal of dc offset
- H04L25/062—Setting decision thresholds using feedforward techniques only
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten Übertragungswegen,
bei dem aus der Eingangsspannung sowohl eine Teilspannung mit dem Spektrum des Zeichensignals
ausgesiebt als auch eine Vergleichsspannung mit einigen oder mehreren Frequenzen des Störspektrums abgeleitet
wird und die Teilspannung mit der Vergleichsspannung amplitudenmäßig verglichen wird.
Um Zeichensignale zu erkennen, die über Fernsprech- oder Fernschreibleitungen als Dauerstrom einer
bestimmten Frequenz oder als Stromschritte bestimmter Dauer übertragen werden, ist es nötig, daß die
Zeichensignale am Empfangsort eindeutig von den Störsignalen auf der gleichen Leitung unterschieden
werden können. Nun beträgt die Amplitude der Störsignale zwar im allgemeinen nur ein Hundertstel bis
ein Tausendstel der Zeichensignale, was einem Störspannungsabstand von 4,6 Np bis etwa 7 Np entspricht,
doch können die Dämpfungswerte der Leitungen und sonstigen Übertragungswege von Fall zu Fall, abhängig
von der Art und Qualität der Leitungen, der Entfernung zwischen Sende- und Empfangsstelle und anderen
übertragungstechnischen Merkmalen, ebenfalls bis zu 7 Np, also im Verhältnis 1 :1000, voneinander abweichen.
Ein Zeichensignal, das während der Übertragung einer starken Dämpfung ausgesetzt wurde, kann somit
am Empfangsort eine kleinere Amplitude aufweisen als ein Störsignal auf einem Übertragungsweg geringerer
Dämpfung. Da sich Störsignale auf sehr viele und beliebige Frequenzen des Übertragungsbandes verteilen,
ist auch keine frequenzmäßige Trennung zwischen Zeichen- und Störsignalen möglich.
Um bei solchen Übertragungswegen, deren Dämpfungswerte im gleichen oder stärkeren Maße schwanken,
als es ihrem Störspannungsabstand entspricht, eine Zeichenerkennung durchzuführen, ist es bekannt, einen
Rauschspannungsdetektor mit einem Integrator einzusetzen, der eingangsseitig über einen Schalter an die
Übertragungsleitung angeschlossen ist und ausgangsseitig zu einem Differenzverstärker führt, dessen zweiter
Eingang unmittelbar mit der Übertragungsleitung verbunden ist und dessen Ausgangssignale den Schalter
so steuern, daß er bei Vorliegen eines Zeichensignals 5 offen und andernfalls geschlossen ist (DE-AS 12 91 791).
Durch Abtrennen des Integrators bei Auftreten eines Zeichensignals auf der Übertragungsleitung soll hier
erreicht werden, daß die Ausgangsspannung des Integrators stets dem Mittelwert der Rauschspannung
entspricht und somit ein Vergleich zwischen der Gesamtspannung und der Rauschspannung möglich ist
Dazu ist neben erheblichem schaltungstechnischem Aufwand aber auch die Einhaltung der Bedingung nötig,
daß der Integrator zunächst genügend lange eine
is Information über die Höhe der Rauschspannung erhält,
damit überhaupt erkannt wird, wann der Schalter zu öffnen und wann er zu schließen ist
Weitere bekannte Anordnungen, die zum Kurzschließen von Übertragungsleitungen in Gesprächspausen
μ dienen, enthalten je ein Filter für den Sprachfrequenzbereich
und für Frequenzen oberhalb des Sprachfrequenzbereichs. Die Ausgänge beider Filter sind mit
einem Differenzverstärker verbunden, der einen Schaltertransistor derart steuert, daß dieser bei gleich
großen Signalen an beiden Filterausgängen die Übertragungsleitung kurzschließt und nur bei Überwiegen
des Sprachfrequenzsignals eine Weitergabe dieses Signals zuläßt (US-PS 35 38 253 und US-PS 31 02 236).
Signale, deren Frequenzen außerhalb des Frequenzbereichs des zweiten Filters liegen, werden hierbei nicht
berücksichtigt. Treten sie zudem im Sprachfrequenzbereich auf, werden sie weitergegeben, was für Sprachübertragungen
nicht weiter kritisch ist, aber bei weniger redundanter Zeichenübertragung zu Fehlern führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit der Zeichenerkennung zu erhöhen und den
Aufwand dafür zu verringern.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß als Vergleichsspannung unmittelbar die Eingangsspannung herangezogen wird und die zeichenfrequenzhaliige
Teilspannung vor dem Vergleich um einen von der Bandbreite und vom Störspannungsabstand
des Übertragungsweges abhängigen Faktor η höher verstärkt wird als die Vergleichsspannung.
Der Amplitudenvergleich läßt sich in einer Ausführung der Erfindung besonders einfach dadurch bewerkstelligen,
daß dafür ein Differenzverstärker eingesetzt wird.
Da sich Gleichspannungen einfacher aufeinander beziehen lassen als Wechselspannungen, ist nach einer
Weiterbildung der Erfindung ferner vorgesehen, daß die Teilspannung und die Vergleichsspannung vor ihrem
Amplitudenvergleich gleichgerichtet werden.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß Zeichensignale auf verhältnismäßig
stark mit Störsignalen behafteten Übertragungswegen einwandfrei erkannt werden können, selbst wenn
die Dämpfung der Übertragungswege nicht bekannt und zudem von Fall zu Fall unterschiedlich ist, daß dies
mit relativ geringem Aufwand vonstatten geht und als Ausgangsgrößen unmittelbar digitale Signale erhalten
werden, die zur Anzeige gebracht oder anderweitig verarbeitet werden können.
h<i Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung zur
Durchführung des Verfahrens der Erfindung,
F i g. 2 drei Beispiele für die mit der Anordnung von F i g. 1 erzielten Ergebnisse.
In Fig. 1 ist schematisch angedeutet, wie sich das
Verfahren der Erfindung durchführen läßt Die über eine Leitung 1 übertragene Empfangsspannung ue wird
einem Bandpaß 2, dessen Mittenfrequenz gleich der Frequenz fz des Zeichensignals ist, zugeführt und die am
Ausgang des Bandpasses erhaltene Teilspannung uz, die im wesentlichen nur noch die Frequenz oder die ι ο
Frequenzen des Zeichensignals enthält, durch eine Gleichrichtersohaltung 3, die beispielsweise eine Spitzengleichrichtung
bewirkt, in eine entsprechende Gleichspannung i/zumgewandelt
Aus der Empfangsspannung ue wird außerdem eine
Vergleichsspannung Uv abgeleitet, die einen anderen
Frequenz- bzw. Spektralbereich als die Teilspannung uz umfaßt. In der Anordnung von F i g. 1 wird beispielsweise
als Vergleichsspannung üv unmittelbar die Empfangsspanaung
uE benutzt, die außer den in der Teilspannung
uz enthaltenen Frequenzen sämtliche niedrigeren und
höheren Störfrequenzen einschließt. Natürlich läßt sich die Vergleichsspannung Uv aber auch mittels eines
weiteren Bandpasses od. dgl. in einen definierten Frequenzbereich, etwa etwas ober- oder unterhalb der
Zeichenfrequenz Fz, legen. Die Vergleichsspannung uv wird ebenfalls durch eine Gleichrichterschaltung 6 in
eine entsprechende Gleichspannung Uvumgewandelt.
Die Gleichspannungen i/?und Uv werden nun durch
je eine Verstärkerstufe 4 und 7 getrennt verstärkt und über Entkopplungswiderstände 5 und 8 den beiden
gegenphasigen Eingängen + und — eines Differenzverstärkers 9 zugeführt. Die Verstärkerstufe 7 verstärkt die
Gleichspannung Uv um einen Faktor v, die Verstärkerstufe 4 dagegen verstärkt die Gleichspannung Uz um
den η-fachen Faktor η ■ ν. Der Faktor η wird abhängig
von der Bandbreite des Bandpasses 2 im Verhältnis zu der Bandbreite, die der Vergleichsspannung u ν zuzuordnen
ist, und ferner in Abhängigkeit vom Störspannungsabstand, also dem Verhältnis von Zeichenspannungsamplitude
zu Störspannungsamplitude, gewählt. Hat der Bandpaß 2 etwa eine Bandbreite von 200 Hz, die
Vergleichsspannung uveine Bandbreite von 20 kHz und
sollen nur solche Spannungen der Frequenz fz als
Zeichensignale gewertet werden, die mindestens das Fünfzigfache der Störspannungsamplitude haben, ist ein
Faktor η von etwa 2 angemessen. Da wegen des relativ hohen Störspannungsabstands ein ziemlich großer
Spielraum für die Festlegung des Grenzwerts zwischen Zeichen- und Störspannungsamplitude vorhanden ist, ist
die Wahl des Faktors π unkritisch, so daß er überschlägig berechnet oder rein experimentell bestimmt
werden kann.
Der Differenzverstärker 9, dem die Spannung η ■ vUz
am+ -Eingang und die Spannung ν Uv am - -Eingang
zugeführt wird, arbeitet mit sehr hoher Verstärkung, d. h. sein Verstärkungsfaktor liegt nahe bei Unendlich.
Solange die Differenz nvUz- vUv
= v(nU2- Uy) negativ ist, weil Uv größer als η U2 ist,
gibt er am Ausgang 10 eine Ausgangsspannung Ua bestimmter Höhe und beispielsweise negativer Polarität
ab, der die Bedeutung 0 (es ist kein Zeichensignal vorhanden) zugeordnet wird. Wenn π U1 dagegen
größer als L/yund die Differenz v(n U2- U,) demgemäß
positiv ist, erscheint am Ausgang 10 eine Ausgangsspan- ^ nung bestimmter Höhe und entgegengesetzter, beispielsweise
positiver Polarität, der die Bedeutung 1 (es ist ein Zeichensignal vorhanden) zugeordnet wird. Die
rein digitalen Signale 0 und 1 lassen sich leicht weiterverarbeiten oder unmittelbar anzeigen, etwa
mittels eines Lämpchens oder eines Relais.
In Fig.2, a bis c, ist die Wirkungsweise der
Anordnung von F i g. 1 an drei Beispielen und anhand von jeweils drei Frequenz- und vier Zeitdiagrammen
deutlich gemacht Fig.2a stellt die Verhältnisse bei Anliegen von Zeichen- und Störspannungen auf einer
stark gedämpften Leitung dar. Fig.2b zeigt die Verhältnisse bei Anliegen allein von Störspannungen
auf einer wenig gedämpften Leitung, und F i g. 2c macht deutlich, wie sich die Verhältnisse von F i g. 2b ändern,
wenn auf der wenig gedämpften Leitung ein Zeichensignal übertragen wird.
Zunächst soll F i g. 2a mit F i g. 2b verglichen werden. Die Empfangsspannung ue enthält in Fig.2a ein
Zeichensignai der Frequenz fz, in Fig.2b ist mit etwa
gleicher Amplitude eine Störspannung der Frequenz fz vorhanden. Dementsprechend tritt in den Teilspannungen
uz von F i g. 2a und b die Frequenz fz etwa gleich
stark auf. In der Vergleichsspannung uv von F i g. 2b sind jedoch weitere Störfrequenzen von etwa der Amplitude
der Frequenz fz enthalten, während bei Fig.2a die
Störfrequenzen mit beträchtlich geringerer Amplitude erscheinen. Man erhält also nach Verstärkung und
Gleichrichtung zwar etwa gleich große Spannungen 2 ν Uz (n ist hier gleich 2), aber unterschiedlich große
Spannungen ν U* Die Spannung ν Uv in Fig. 2a ist
beträchtlich kleiner als die Spannung ν Uy in Fig. 2b
und merklich kleiner als die zugehörige Spannung 2v Uz.
Die Spannung ν Uv in Fig.2b ist demgegenüber
erheblich größer als die Spannung ν Uy in Fig. 2a und
deutlich größer als die zugehörige Spannung 2 ν Uz. Folglich ist die Differenzspannung v(n U2-Uy) in
Fig.2a positiv und in Fig.2b negativ. Die Ausgangsspannung
Ua des Differenzverstärkers ist ebenfalls in F i g. 2a positiv, was der Bedeutung 1 entspricht, und in
F i g. 2b negativ, was der Bedeutung 0 entspricht. Dabei ist die Höhe der Spannung Ua aufgrund der hohen
Verstärkung des Differenzverstärkers in beiden Fällen jeweils konstant und nur vom Vorzeichen der Differenz
abhängig.
Als nächstes ist F i g. 2c zu betrachten. Die Störspannungen haben hier etwa die gleiche Amplitude wie in
Fig.2b. Da es sich aber um eine wenig gedämpfte Leitung handelt, tritt nun die Zeichenfrequenz fz in der
Empfangsspannung ue und der Teilspannung uz mit
bedeutend höherer Amplitude auf als in Fig.2a. Entsprechend ist die Spannung 2v U1 in F i g. 2c um ein
Vielfaches höher als die Spannung 2 ν U2 in F i g. 2a und
ebenfalls um ein Vielfaches höher als die nämliche Spannung 2 ν U2 in F i g. 2b. Die aus der Vergleichsspannung
uv gewonnene Gleichspannung ν Uv ist jedoch in
Fig. 2c nur geringfügig höher als in Fig. 2b, da die in
der Vergleichsspannung uv enthaltenen Störfrequenzen in beiden Fällen etwa gleiche Amplituden haben und nur
die höhere Amplitude der Frequenz fz anteilmäßig in die Spannung ν Uv von F i g. 2c eingeht. Die Differenz
ν(n Uz-Uy) ist daher in Fig. 2c positiv und die
Ausgangsspannung Ua ebenfalls positiv und von gleicher Höhe wie in F i g. 2a.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten Übertragungswegen, bei dem aus der Eingangsspannung
sowohl eine Teilspannung mit dem Spektrum des Zeichensignals ausgesiebt als auch
eine Vergleichsspannung mit einigen oder mehreren Frequenzen des Störspektrums abgeleitet wird und
die Teilspannung mit der Vergleichsspannung amplitudenmäßig verglichen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß als Vergleichsspannung (uv) unmittelbar die Eingangsspannung (ue) herangezogen
wird und die zeichenfrequenzhaltige Teilspannung (u£) vor dem Vergleich um einen von der
Bandbreite und vom Störspannungsabstand des Übertragungsweges abhängigen Faktor η höher
verstärkt wird als die Vergleichsspannung (W)-
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Amplitudenvergleich in einem
Differenzverstärker (9) erfolgt
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspannung (uz) und die
Vergleichsspannung (uv) vor ihrem Amplitudenvergleich gleichgerichtet werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712133327 DE2133327C3 (de) | 1971-07-05 | 1971-07-05 | Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten Übertragungswegen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19712133327 DE2133327C3 (de) | 1971-07-05 | 1971-07-05 | Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten Übertragungswegen |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2133327A1 DE2133327A1 (de) | 1973-01-25 |
DE2133327B2 DE2133327B2 (de) | 1978-01-26 |
DE2133327C3 true DE2133327C3 (de) | 1978-09-28 |
Family
ID=5812687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712133327 Expired DE2133327C3 (de) | 1971-07-05 | 1971-07-05 | Verfahren zur Zeichenerkennung bei störbehafteten Übertragungswegen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2133327C3 (de) |
-
1971
- 1971-07-05 DE DE19712133327 patent/DE2133327C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2133327A1 (de) | 1973-01-25 |
DE2133327B2 (de) | 1978-01-26 |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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