DE2422041A1 - Modulbestuecktes digitales multiplexnachrichtenuebertragungssystem mit zeitfrequenz-teilung - Google Patents

Description

Wyatt Franklin NANCE, 303 Woodvale Avenue

Orange, California 92665 (V.St.A.) Robert Lee SHACKLETT, 1386 West Robinwood Lane

Fresno. California 93705 (V.St.A.)

Modulbestücktes digitales Multiplex-Nachrichtenübertragungssystem mit Zeit-Frequenz-Teilung

Die Erfindung bezieht sich auf ein aus Bausteinen aufgebautes Digital-Nachrichtenübermittlungssystem mit Mehrfachausnützung der Nachrichtenverbindungen durch Zeit-Frequenz-Staffelung.

Es sind mannigfaltige Systeme für die Übermittlung von Nachrichten, beispielsweise über Telefonkanäle, mit dem gemeinsamen Ziel entwickelt worden, für eine begrenzte oder gegebene Bandbreite ein Maximum an Nachrichten übermitteln zu können und den Verlust oder die Verzerrung der Nachrichten bei der Übermittlung auf einem Minimum zu halten. Zu den Entwicklungen auf diesem Gebiet gehören die PCM (Puls-Code-Modulation) und die RADA (Speicherung mit direktem Zugriff mit Einzeladressen - Random Access Descrete Address)

sowie

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Weiterentwicklungen dieser Systeme.

Im Interesse der maximalen Ausnützung der Übermittlungsmedien sind Verfahrensweisen der mehrfachen Kanalnutzung entwickelt worden, bei deren Anwendung also das gleiche Übermittlungsmedium mit mehr als nur einem Übermittlungskanal belegt werden kann. Die Mehrfachausnützung besteht darin, daß die auf jedem Kanal aufgegebene Nachricht in einer eigenen Weise derart umgewandelt wird, daß sämtliche Kanäle auf dem gleichen Übermittlungsmedium bestehen können, und die Trennung der Nachrichten der einzelnen Kanäle erfolgt empfangsseitig unter Verwendung einer Umkehrung des ursprünglichen Umwandlungsverfahrens.

In Nachrichtenübermittlungssystemen ist die Mehrfachnutzung sowohl durch Zeit- als auch durch Frequenzteilung oder -staffelung angewendet worden. Die Mehrfachausnützung unter Zeitstaffelung besteht darin, daß jedem Kanal ein ihm eigener Teil einer sich wiederholenden Folge von Zeitabschnitten zugewiesen wird, so daß sämtliche Kanäle an der gleichen Einrichtung des Systems teilhaben. Die Mehrfachausnützung durch Frequenzteilung besteht darin, daß jeder Kanal einem ihm eigenen Frequenzband in dem Frequenzbereich des Systems zugewiesen wird.

Bei den RADA-Systemen erfolgt die Mehrfachausnützung durch eine Kombination von Zeit- und Frequenz staffelung. Ein RADA-Kanal ist dadurch definiert oder bezeichnet, daß ihm eine Einzeladresse zugeordnet ist, die aus einer ihm eigenen Kombination von Schlitzen oder Löchern in einer zweidimensionalen Zeit-Frequenz-Matrix besteht. Jede Einzeladresse stellt also eine einmalige Kombination von Zeit und Frequenz in der genannten Matrix dar. Das Empfangsende des RADA-Kanals ist derart vorprogrammiert, daß es nur diejenigen Frequenzstöße wahrnimmt, die bei denjenigen Frequenzen und in denjenigen Zeitschlitzen auftreten, die durch die Kanaladresse definiert sind. Die Information wird auf dem RADA-Kanal

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unter wiederholter Benutzung der Einzeladresse in codierten Mustern übermittelt. Ein verbessertes RADA-System ist in den Seiten 390 ff. des Aprilheftes 1963 der Proceedings of the IEEE beschrieben.

Ein bei der telefonischen Nachrichtenübermittlung in weitem Umfange verwendetes System ist das der Puls-Code-Modulation (PCM), bei der die Teilnehmer-Eingangssignale zunächst zur Ermittlung jedes Einzelpegels der Teilnehmereingangssignale impulaamplitudenmoduliert werden und durch Pulscodierung der Reihe nach ein entsprechender Satz von Impulsen erzeugt wird, die einen eigenartigen Binärcode bilden. Innerhalb jedes Probeentnahmeintervalles wird eine Zeitunterteilung verwendet, um dieses Intervall in Segment« zu unterteilen, die von je einem Satz der Impulse für jedes Teilnehmer-Eingangssignal belegt werden, wodurch eine Nachrichtenübermittlung unter Mehrfachausnützung durch Zeitunterteilung geschaffen wird. Ein PCM-Empfänger steuert die Eingangsimpulssätze auf einen korrekten Pfad, der einen Impulsamplitudendecodierer oder -demodulator zur Wiederherstellung des ursprünglichen Teilnehmer-Eingangssignals enthält. Es ist festgestellt worden, daß das notwendige Minimum der Häufigkeit der Probeentnahme für (lese Systeme mindestens das Doppelte der höchsten Frequenz der Teilnehmereingangssignale beträgt. Soll also eine Signalwelle von 3 kHz impu3aamplitudenmoduliert und in vernünftigen Grenzen getreu in einem Empfänger wiederhergestellt werden, so beträgt die mindeste Frequenzrate der Probeentnahme 6 kHz.

Ein weiteres System der Mehfachausnützung besteht aus einer neueren Weiterbildung eines älteren Prinzips unter der Bezeichnung "Deltamodulation¹¹, die erstmalig in der F-PS 932 1 kO vom August 1946 erscheint. Bei einem solchen System werden den Teilnehmereingangssignalen Proben entnommen, und wenn zwischen aufeinanderfolgenden Probenintervallen in der vom

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Benutzer aufgegebenen Nachricht eine Amplitudendifferenz festgestellt wird, wird ein dieser Änderung entsprechender Impuls erzeugt und übermittelt. Die einzelnen Probeintervalle sowie die Impulsdauer sind ganz kurz, beispielsweise ein kleiner Bruchteil einer Periode der höchsten Frequenz der Teilnehmer-Eingangssignale. Eine Abwandlung der Deltamodulation ist in der US-PS 2 605 36I vom 29. Juli 1952 unter der Bezeichnung "Differential Quantization of Communication Signals" beschrieben«

Die Erfindung schafft ein Nachrichtenübermittlungssystem mit größerem Auflösungsvermögen und im Vergleich zu bekannten Systemen wirksamerer Ausnutzung einer Zeit—Frequenz-Matrix.

Ein Verfahren und ein System zur Nachrichtenübermittlung zur Signalverarbeitung und gleichartigen Übermittlung zahlreicher Teilnehmereingangssignale über einen einzigen Pfad eines gegebenen Mediums gemäß der Erfindung ist besonders vorteilhaft für die Verwendung sowohl bei Teilnehmeranschlüssen als auch bei Fernsprechanschlüssen mit Mehrfachausnützung in der Telefonindustrie. Der Sender gemäß der Erfindung erfüllt drei Hauptfunktionen, deren erste die Umwandlung der Teilnehmereingangssignale in eine entsprechende digitale Form für die weitere Verarbeitung ist, und dies geschieht durch Verwendung eines Deltamodulators im Informationspfad jedes Teilnehmers. Die zweite Senderfunktion besteht in dem Strecken der für jedes Intervall der Probeentnahme aus dem Ausgang jedes Deltamodulators erforderlichen Zeit, und die dritte Funktion des Senders besteht in der Umwandlung der gestreckten Digitalinformation in entsprechende Zeit-Frequenz-Matrixadressen. Diese Adressen bestehen aus der Auswahl und Übermittlung von HF-Stößen, die einmalige oder eigenartige Schlitze in der Zeit-Frequenz-Matrix belegen. Der Empfänger kehrt gemäß dem vorliegenden Verfahren bzw. bei dem System gemäß der Erfindung den Vorgang beim Sender um.

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Die Probeentnahme erfolgt hier durch Del-tamodulation, wobei bipolare Impulse erzeugt werden, die hier in einpolige Impulse umgewandelt werden, die Änderungen der Eingangsamplitude anzeigen, die ein vorherbestimmtes Minimum überschreiten, und Polar!tatsimpulse erzeugt werden, die die Richtung der Amplitudenänderung während jeder Probeentnahmeperiode angeben. Die Probeentnahme erfolgt mit einer Häufigkeit, die die maximale Frequenz der Signaländerungen der Teilnehmereingangssignale weit überschreitet, beispielsweise das Fünffache dieser maximalen Frequenz beträgt. Deltamodulatoren werden hier in Gruppen verwendet, und betrachtet man eine Zweiergruppe, so wird hier ein aus zwei Bits bestehendes Binärwort gebildet, indem die gepaarten Ausgangssignale dieser beiden Modulatoren während jedes Delta-Probeentnähmeintervalles kombiniert werden. Diese Binärwörter werden in Registern gespeichert und haben eine direkte Entsprechung zur Häufigkeit der ursprünglichen Eingangssignale, enthalten jedoch keine Angabe über das Impulsvorzeichen. Zur Speicherung der Impulsvorzeichenangaben werden getrennte Register verwendet.

Die aus Kombinationen von Deltamodulatoren, beispielsweise den einander paarweise zugeordneten Modulatoren, erzeugten Binärwörter werden abwechselnd im einen oder anderen von zwei Registern gespeichert, und dies gestattet die gleichzeitige Tätigkeit des reihenfolgegerechten Speicherns in einem Satz Register, während der andere Satz für das gestreckte Ausgangssignal verwendet wird. Dieses Strecken von Impulsproben kurzer Dauer ist vorteilhaft zur Einsparung an Bandbreite der übermittelten Signale.

Die Ausgangssignale der Speicherregister werden in eine Adressenzuteilungsmatrix eingelassen, die HF-Oszillatoren veranlaßt, in einer Zeit-Frequenz-Matrix HF-Stöße zu erzeugen. Gleichfalls werden entsprechend der Zeit-Frequenz-Matrix Polaritätsimpulse codiert, so daß zu bestimmten Zeiten

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+ der Änderung

als Adressen HF-Stöße erzeugt werden. Die Informationsund Polaritätsadressen werden über ein Überraittlungsraedium zu einem Empfänger übermittelt, in dem durch eine Umkehrung der Bearbeitung durch den Sender die ursprüngliche Information rekonstruiert wird.

Bei dem Sender gemäß der Erfindung wird ein Fühlsystem verwendet, damit die Übertragung einer bestimmten Adresse verhindert wird, wenn sie bereits auf dem System übermittelt wird, so daß Phasenprobleme und Informationsverluste verhindert oder mindestens begrenzt werden.

Die Erfindung schafft also ein Nachrichtenübermittlungssystem unter Verwendung einer Zeit-Frequenz-Matrix zum einzeln getrennten Adressieren reihenfolgemäßig entnommener Proben der Eingangssignale und Richtung der Änderung derselben je Probeentnahmeperiode unter Modularisierung zur höchsten Steigerung der Übermittlung je Bandbreite. Phasenprobleme im System sowie Nachrichtenverluste werden durch Abfühlen des Senders verhindert.

In der Zeichnung ist eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Fig. 1 ist ein Blockschema eines Senders gemäß der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Blockschema eines Empfängers gemäß der Erfindung;

Fig. 3 is* ein Blockschema eines Deltamodulators der bei dem Sender gemäß der Erfindung verwendeten Art;

Fig. 4 ist eine symbolische Darstellung des Inhaltes eines Speicher- und Übertragungsregisters zur Verwendung bei dem Sender gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ist ein Schaltungsschema der Speicher- und Übertiragungsschaltungen zur Verwendung bei dem Sender gemäß

Fig. i; 409849/0758

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer Adressenzuweisungsmatrix und der zugeordenten Schaltungsanlage zur Verwendung bei dem Sender gemäß Fig. 1 ;

Fig. 6a ist eine schematische Teildarstellung eines Teiles der Adreseenzuweisungsmatrix gemäß Fig. 6;

Fig. 7 ist eine Darstellung einer Zeit-Frequenz-Matrix zur Verwendung gemäß der Erfindung;

Fig. 8 ist ein Blockschema mehrerer Bausteine, die ein System gemäß der Erfindung bilden;

Fig. 9 ist eine schematische Darstellung eines Adressendecodierers und der Verbindungen zur Verwendung bei dem Empfänger gemäß Fig. 2; und

Fig. 10 ist eine schematische Darstellung eines Impulsvorzeichenwählers und -integrators zur Verwendung bei dem Empfänger gemäß Fig. 2.

Es ist vorauszuschicken, daß die Erfindung für den Betrieb mit einer wesentlichen Anzahl von Teilnehmern geeignet ist und nur im Interesse der Übersichtlichkeit der Beschreibung der Erfindung die Zahl der Teilnehmereingangsleitungen in den Fig. der Zeichnung begrenzt wurde, um den Umfang der bildlichen Darstellung in Grenzen zu halten. Es ist auch zu bemerken, daß der Sender gemäß der Erfindung drei Hauptfunktionen erfüllt, die allgemein folgendermaßen umrissen werden können: (i) die Umwandlung der Eingangssignale in Digitalform durch einen Deltamodulator, (2) Kombination von Gruppen von reihenfolgemäßig erzeugten Deltamodulator-Ausgangssignalen und Verarbeitung derselben zu Impulsen, die in bezug auf die Delta-Probeentnahmeintervalle zeitlich gestreckt werden und dann gleichlaufend durch die dritte Senderfunktion verarbeitet werden, und (3) Umwandlung

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der gestreckten Digitalinformation in entsprechende Zeit-Frequenz-Matrix-Adressen. Es ist außerdem zu bemerken, daß die Adressen sich aus der Auswahl und Übermittlung von HF-Impulsen oder -stoßen ergeben, die eigene Schlitze in einer Zeit-Frequenz-Matrix belegen, wie dies la folgenden noch beschrieben wird. Im Empfänger gemäß der Erfindung wird eine Umkehrung dieses beschriebenen Vorgehens durchgeführt.

Fig. 1 zeigt drei Teilnehmereingangsanschlüsse 21, 22 und für einen einzigen Modul oder Baustein 24 des Senders. Weitere Bausteine 26 und 27 sind in Fig. 1 angedeutet, und die Darstellung ist so zu verstehen, daß eine Anzahl ^Hp" von Kanälen je Baustein vorhanden ist und die Zahl der Bausteine je System M/p beträgt, worin M die Gesamtzahl der Teilnehmer oder Benutzer bezeichnet. An den Eingangsanschlussen oder -leitungen 21 bis 23 des Bausteins Zk aufgegebene Nachrichten werden den Deltamodulatoren 31, 32 und 33 zugeliefert. Diese Deltamodulatoren sind ebenfalls mit einem Anschluß 3k verbunden, der ein Signal von einem Generator 35 mit einer Frequenz f erhält, die die Probeentnahmefrequenz der Deltamodulation ist. Die Deltamodulatoren werden weiter unten an Hand der Fig. 3 beschreiben. Die erste innere Tätigkeit der Deltamodulatoren besteht in der Erzeugung entweder eines positiven oder eines negativen oder keines Impulses, je nach der Häufigkeit der Änderungen der Amplitude der Teilnehmereingangssignale während des Probeentnahmeintervalls, der durch f, festgelegt ist. Eine typische Prob θ entnahme frequenz kann 50 kHz betragen. Die zweite Tätigkeit der Deltamodulatoren besteht in der Erzeugung einpoliger Impulse zur Verwendung in dem nachfolgenden Speicherabschnitt des Senders und, inso-fern als die Polarität der Impulse auf diese Weise verlorengeht, ist ein zweiter Deltamodulatorausgang vorgesehen, der die Erkennung der Neigungspolarität, d.h. der Richtung, ermöglicht, in der das Eingangssignal sich ändern mußte, um den DeItamodulator-Ausgangsimpuls zu erzeugen.

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Die Teilnehmereingangssignale an den Anschlüssen 21, 22, 23 usw. des Senders haben einen begrenzten Frequenzbereich, der beispielsweise auf 5 kHz begrenzt sein kann, und dies kann dadurch erreicht werden, daß in den Teilnehmerleitungen zu dem Sender Tiefpaßfilter vorgesehen werden.

Dieser Frequenzbereich ist größer als

der Frequenzbereich herkömmlicher Übermittlungsleitungen, der normalerweise in der Größenordnung von 3 kHz liegt, und hat sich für die Sprachübermittlungen und andere Anwendungsfälle als durchaus ausreichend erwiesen. Bei dieser Begrenzung auf 5 kHz ermöglicht eine Probeentnahmefrequenz von 50 kHz eine zehnmalige Probeentnahme Je Periode noch bei der höchsten Frequenz. Es ist klar erkennbar, daß diese Probeentnahmefrequenz zur Erzeugung digitaler Darstellungen von Analogsignalen ausreicht, die -sich ohne weiteres und ohne unmäßige Verzerrung wieder in analoge Form zurückumwandeln lassen. Es ist jedoch zu bemerken, daß die oben angegebenen Beispiel« von Frequenzen nicht beschränkend aufzufassen- sind.

Die in Impulsform gebrachte Information aus den Deltamodulatoren wird einer Speicher- und Übertragungsschaltung 36 zugeführt, die weiter unten anhand der Fig. 5 eingehender besprochen wird. Die aus dieser Schaltung 36 kommenden Ausgangssignale werden einer Adressenzuweisungsmaixix 37 zugeführt, deren Ausgangssignale einer Frequenzgeneratorschaltung 38 zugeführt werden, die diese Ausgangssignale über einen Senderverstärker 39 einem Senderausgangsanschluß kl zuführen. Weitere Einzelheiten der Matrix und der Frequenzerzeugung sind in Fig. 6 veranschaulicht, und es ist zu. bemerken, daß eine Frequenzfühlschaltung k2 die Frequenzerzeugung aus einem Empfängereingangsanschluß k2 steuert, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 6 weiter unten beschrieben wird.

Die mit 26 und 27 (Fig.1) bezeichneten zusätzlichen Bausteine des Systems sind die gleichen wie der oben kurz beschriebene Baustein 2.h_% und bei jedem wird die gleiche Frequenz-Zeit-Matrix

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mit unterschiedlichen, einander ausschließenden Adressen verwendet·

Bei den Deltamodulatoren wird als Quelle der Probeentnahmefrequenz ein Sinuswellengenerator 35 verwendet, und Steuer- und Synchronisierimpulse, die bei der noch zu beschreibenden Streckschaltuhg verwendet werden, werden ebenfalls aus dieser Sinuswelle abgeleitet. Der Generator 35 ist in der Darstellung mit einer Teil- und Steuerschaltung 43 verbunden, die ein Schieberegister mit fünf Plätzen, beispielsweise zur Erzeugung eines synchronisier t en Impulses für jedes von fünf aufeinanderfolgenden Probeentnahmeintervallen sowie zusätzlich eines Gegentakt-oder Komplementär-Rahmentaktsignals enthalten kann, das aus zwei gleichzeitigen Signalen von symmetrischer Rechteckwellenform und je von der Dauer von fünf Probeentnahmeintervallen, jedoch von entgegengesetzter Polarität, besteht. Die Funktion dieser Signale wird im folgenden noch anhand der Fig. 5 erörtert. Der Generator 35 ist ebenfalls mit einer Synchronisierschaltung kk verbunden dargestellt. Da in der Technik mannj^altige Verfahren bekannt sind, die zum Synchronisieren der beim Sender benutzen Gleichlaufsignale mit den bei den Empfängern erforderlichen Signalen Anwendung finden können, brauchen keine weiteren Einzelheiten dieser Synchronisierverfahren und —schaltungen in (ie Beschreibung der Er-findung aufgenommen zu werden.

Der Empfänger gemäß der Erfindung (Fig. 2) empfängt das aus dem Sender gemäß Fig. 1 kommende Signalgemisch an der Eingangski emme 151 und kehrt im wesentlichen die oben beschriebenen drei Funktionen des Senders um. Die Empfängerfunktionen sind also: (1 ) Erkennung und Trennung der Teilnehmeradressen nach Bedarf in jedem Teilnehmerpfad, (2) Rückumwandlung der laufend empfangenen und gestreckten Proben in bipolare eng aufeinanderfolgend auftretende Impulse, ähnlich der Art, in der sie in den Deltamodulatoren des Senders erzeugt wurden, und (3) Demodulation der Deltaproben durch Integrieren und

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anschließende Entwicklung der ursprünglichen Teilnehmerwellenform in dem Teilnehmerausgangspfad durch Tiefpaßfilterung. Die Schaltung des Empfängers gemäß Fig. 2 wird tiefer unten im Zusammenhang mit der genannten Fig. so-wie der Fig. 9 und 10 besprochen.

In Fig. 3 ist ein Deltamodulator 31 zur Verwendung bei dem Sender gemäß der Erfindung dargestellt. Wie in der Technik bekannt, weist ein Deltamodulator eine typische Fehlerschleife auf, die aus einer Vergleichsschaltung, einer Differenzierschaltung und einer Integrierschaltung besteht und ein Aus— gangssignal liefert, das entweder ein positiver, ein negativer oder fehlender Impuls ist, je nach der Geschwindigkeit der Änderung der Amplitude des Signals an der Eingangsklemme 21. Die Vergleichschaltung 51 ist, wie dargestellt, als Differentialverstärker 52 mit geeigneten Anschlüssen für den Vergleich ausgebildet, und die Differenzierschaltung 53 weist einen sehaltergesteuerten Funktionsverstärker 5^ auf. Der Verstärker 5^ ist mitM.β eines Transistorschalters 56 betrieben, der vom Ausgangssignal eines übersteuerten Verstärkers 57 gesteuert ist, dessen Eingang mit der Bezugsfrequenzklemme 34 verbunden ist. Vie oben bemerkt, kann an diese Klemme "}h ein Signal von 50 kHz angelegt sein, und das Ausgangssignal des Verstärkers 57 ist eine Rechteckwelle mit Impulsfrequenz von 50 kHz. Das Eingangssignal an der Klemme 21, d.h. die Teilnehmereingangsnachricht, hat einen begrenzten Frequenzbereich, der, wie oben erwähnt, durch die Benutzung eines Tiefpaßfilters geschaffen wird, und wird in der Vergleichschaltung 51 verstärkt. Wenn die Amplitude dieses Analog-Eingangssignals sich während des Probeentnahmeintervalles ändert, das durch die Frequenz an der Quelle Jh bestimmt ist, erzeugt die Differenzierschaltung 53 einen Ausgangsimpuls, dessen Polarität von der Polaritätsneigung der Information, d.h. davon abhängt, ob die Amplitude des Eingangssignals zunimmt oder abnimmt. Das Ausgangssignal der Differenzierschaltung 53

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wird über eine Integrierschaltung 58 zu einem zweiten Eingang des Differentialverstärkers 52 geführt, so daß dessen Ausgangssignal zur Änderung des Eingangssignals während jeder Probeentnahmeperiode in eine tatsächliche Beziehung gesetztwird. Die Probeentnahmefrequenz ist genügend hoch gewählt, so daß bei dieser Umwandlung in die pulsierende Form, wenn überhaupt, so nur wenig von der Nachricht verlorengeht. Es ist ohne weiters zu erkennen, daß bei einer Begrenzung der Teilnehmer—Eingangsfrequenz auf 5 kHz eine Probeentnahmeniefrequenz von 50 kHz genügend hoch ist, um die angestrebte Wirkung- zu erzielen.

Hinsichtlich des Deltamodulators ist ferner zu bemerken, daß die bipolaren Impulse, die am Ausgang der Differenzierschaltung 53 auftreten, in einpolige Impulse umgewandelt werden, indem sie einer Kippschaltung 61, beispielsweise einer Schmitt-Triggerschaltung, zugeführt werden. Die T_riggerschaltung 61 erzeugt einen Ausgangsimpuls für jeden ausgehenden Impuls der Differenzierschaltung, und das Ausgangssignal der Triggerschaltung wird zusammen mit dem Rechteckwellensignal mit Probeentnahmefrequenz aus dem Verstärker 57 als Eingang einer Probegattersnhaltung 62 zugeführt. Das Ausgangssignal dieser Gatterschaltung 62 enthält also Impulse, die das Maß der Änderung des Eingangssignals an der Klemme 21 angeben. Es ist jedoch zu bemerken, daß diese Impulse über die Richtung der Änderung keinen Aufschluß geben. Gemäß der Erfindung wird also die Polarität dieser Neigung, d.h. die Richtung der Amplitudenänderung der Eingangssignale durch eine getrennte Impulsverarbeitung behandelt, indem, wie ersichtlich, der Ausgang der Differenzierschaltung über gegeneinander gepolte Dioden 63» 64 mit zwei Kippschaltungen 66 bzw. 67 verbunden ist. Die Ausgangssignale dieser Kippschaltungen 66 und 67 sind an die Klemmen J, K einer herkömmlichen J-K-Flip-Flop-Schaltung 68 angelegt. Das Bezugsfrequenzsignal in der Form von Impulsen aus dem Verstärker 57 wird an die Klemme T der Flip-Flop-Schaltung 68 angelegt, und an der Klemme Q erscheint

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ein Binärsignal ¹¹O" oder "1", das einer positiven bzw. einer negativen Neigung entspricht. Im Interesse der Übersichtlichkeit der Beschreibung anhand der Figuren sind die Ausgangsklemmen des Deltamodulators 31 mit 69 bzw. 71 bezeichnet. In der Trennung der Polaritätsinformation von der Modulationsinformation liegt ein Vorteil, da das gemäß der Erfindung verwendete Baukastensystem es ermöglicht, die Polaritätsinformation mit einer geringeren Anzahl von HP-Stößen oder -impulsen zu übermitteln, als erforderlich wären, wenn jene kombiniert wären. Auch dies wird im folgenden besprochen.

Fig. 4 veranschaulicht in symboliecher Form, wie die pulsierende Information aus einer Gruppe von zwei gemeinsam betriebenen Deltamodulatoren 31 und 32 zur Schaffung der oben erwähnten zeitlich gestreckten Ausgangsimpulse verarbeitet wird. Die AusgangssignaIe aus den beiden Deltamodulatoren können als eine Folge der Binärzeichen "1^H oder "0" dargestellt werden, denen das Vorhandensein bzw. das Fehlen eines einpoligen Ausgangsimpulses eines Deltamodulators entspricht. Bei diesem Beispiel sei angenommen, daß die beiden Deltamodulatoren zwei aufeinanderfolgende Folgen von fünf Binärzeichen erzeugt haben und jede solche Folge ein Zeitintervall belegt, das im folgenden als "Rahmen¹¹ bezeichnet wird. Das Ausgangssignal vom Teilnehmer Nr. 1 kann durch die Folge 11001 für den Rahmen 1 und 10100 für den Rahmen 2 veranschaulicht werden, und der Ausgang vom Teilnehmer Nr. 2 kann durch die entsprechenden Folgen 10101 und 11001 veranschaulicht werden. Die zeitliche Folge der Binärzeichea ist natürlich von links nach rechts gehend angenommen. Das erste Zeichen im Rahmen T ist für jeden Teilnehmer eine "1", das zweite Zeichen ist für den Teilnehmer Nr. 1 eine ¹M" und für den Teilnehmer Nr. 2 eine ¹¹O" usw. Wie ersichtlich, folgt aus dem Zusammenschalten zweier Deltamodulatoren zu einer Gruppe, daß ihre Ausgangssignale aus zwei Zeichen (bits) bestehende Binärwörter mit den vier möglichen Kombinationen 00, 01, 10 und 11 bilden. In den Probeentnahmeintervallen des Rahmens

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1 sind die gebildeten Binärwörter in der Reihenfolge ihres Auftretens 11, 10, 00, 01, 11. Für den Rahmen 2 sind die Binärwörter 11, 01, 10, 00, 01. (Das erste Zeichen jedes Wortes ist dem Teilnehmer Nr. 1 zugeordnet).

Fig. 4 zeigt symbolische Darstellungen zweier Register oder Sammelspeicher (Akkumulatoren) 46 und 47. Jeder solche Sammelspeicher enthält vier Flip-Flop-Schaltungen für jedes Intervall der Deltaprobenentnahme in dem Rahmen zur Bereitstellung von Speicherstellen für die vier möglichen von dem Paar Deltamodulatoren erzeugten Binärwörter. Der Zustand jader Flip-Flop-Schaltung ist für denjenigen Zeitpunkt dargestellt, der dem fünften Probeentnahmeintervall des zweiten Rahmens entspricht (die Schraffur deutet an, welche der Flip-Flop-Schaltungen gerade benutzt werden). Der Sammelspeicher 47 enthält alle fünf während des Rahmens 1 erzeugten Binärwörter, die er zu Beginn des Rahmens 2 vom Speicher 46 erhalten hat. Während des Rahmens 2 "gibt"der Speicher 47 die darin gespeicherten W ö rter an de Adressierschaltung des Senders "aus", womit eine Impulsstreckung oder -dehnung gegenüber den in jedem Intervall der Deltaprobenentnahme erzeugten kürzeren Impulsen erzielt wird. Nach Übertragung des Inhaltes in den Speicher 47 zu Beginn des Rahmens 2 ist dann der Speicher 46 bereit für die Aufnahme und Speicherung dernächsten Folge von fünf Wörtern aus den Deltamodulatoren während des restlichen Teiles des Rahmens 2. Fig. 5 zeigt zum Teil Einzelheiten der Bitspeicher- und Steuerschaltung, die auf das beispielsweise von dem Paar Deltamodulatoren 31 und 32 gebildete, aus zwei Bits bestehende Binärwort einwirkt. Es ist abermals zu bemerken, daß bei dem dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindungleine paarweise Anordnung von Deltamodulatoren verwendet wird, die Erfindung jedoch nicht auf Zweierkombinationen beschränkt ist, sondern statt dessen Kombinationen von drei oder mehr Einheiten aufweisen kann. Die Ausgangs-klemme 69 des Deltamodulators 31 mit den ersten Eingängen einer Hehrzahl von TJND-G_attern 72

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73, 7^ usw. verbunden, deren zweite Eingänge mit den Klemmen 76, 77 bzw. 78 usw. verbunden sind, denen zu Zeiten T₁, T₂, T usw. Impulse zugeführt werden. Die Quelle dieser zugeführten Impulse T₁ bis T_ wurde oben im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben. Zur Fortführung des Gedankenganges sei erwähnt, daß diese Taktimpulse T₁, T , T„ usw. als Steuersignale verwendet werden und der Reihe nach, zu einem Zeitpunkt T₁, der dem ersten Probeentnahmeintervall in jedem Rahmen entspricht (oder mit diesem zusammenfällt)_; an den Eingängen von UND-Gsfctern, wie 72 und 72¹, dann, während eines zweiten Probeentnahm eint ervalles unter Verwendung von T_ an UND-Gattern 73 und 73*, usw. an "q" Gattern auftreten, wobei "q" die Anzahl der Gatter bezeichnet und in diesem Falle 5 beträgt. Dieses Ansteuern in zeitlicher Folge ist erforderlich, damit nur diejenigen Proben eingelassen werden, die während der entsprechenden Gatterzeitspanne (time gate) in jedem Speicherpfad auftreten. Beispielsweise ist in der nun folgenden Beschreibung der Verlauf eines solchen Pfades entsprechend dem funktioneilen Signalfluß nachgezeichnet, wobei anschließend an das Strecken das verarbeitete Eingangssignal des Teilnehmers in einer exklusiven (einzigartigen), Adresse im Ausgangssignal der F-T-Matrix (Frequenz-Zeit-Matrix) enthalten ist. Wie Fig. 5 zeigt, wird während der ersten Probeentnahraeperiode T₁ das Bit "1" aus dem Deltamodulator 31 im obigen Beispiel zeitgerecht durch das Gatter 72 durchgelassen. Mit dem Ausgang des Deltamodulators 32 ist eine gleiche S_chaltung verbunden wie mit dem des Deltamodulators 31» und in Fig. 5 sind diese Teile mit den gleichen Bezugszeich.en mit einem ' (Apostroph) bezeichnet. Zur gleichen Zeit, zu der das UND-G_atter 72 tätig ist und das Bit "1" des Binärwortes 10 durchläßt, wird das Bit ¹¹O" aus dem Deltamodulator 32 zeitgerecht durch das UND-Gatter 72· durchgesteuert. Betrachtet man nun nur das erste Bit des Binärwortes, so erkennt man, daß das UND-Gatter 72 mit den Eingängen eines ersten und eines zweiten UND-Gatters 81 bzw. 82 und über einen Negator (inverter) 83 mit den Eingängen eines UND-Gatters 84 und eines

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weiteren UND-Gatters 86 verbunden ist. Der Ausgang des mit dem Deltamodulator 32 verbundenen UND-Gatters 72'ist mit den anderen Eingängen der UND-Gatter 81 und 86 und über einen Negator 87 mit den anderen Eingängen der UND-Gatter 82 und verbunden. Es ist also zu ersehen, daß das UND-Gatter 81 der Pfad für das Binärwort ¹¹H" ist, wie auch die UND-Gatter 82, 84 und 86 die Pfade für die Binärwörter ¹MO, 00 bzw. 01" sind. Der Ausgang jedes der UND-Gatter 81, 82, ^Q4 und 86 is* mit einer gleichen Schaltung verbunden, und betrachtet man beispielsweise den Ausgang des UND-Gatters 82, so erkennt man, daß dieser mit einer Flip-Flop-Schaltung 91 verbunden ist, deren Ausgang als der eine Eingang eines UND-Gatters °² geshaltei? ist. Der Ausgang des UND-Gatters 82 ist ebenfalls als der eine Eingang einer Flip-Flop-Schaltung 93 geschaltet, deren Ausgang mit einem UND-Gatter 9k verbunden ist, und die Ausgänge der UND-Gatter 92 und 94 sind mit einer gemeinsamen Klemme ^S verbunden. Es ist zu ersehen, daß jedes der UND-Gatter 81, 82, 84 und 86 mit zwei Flip-Flop-Schaltungen oder Registern verbunden ist, die zur Speicherung eines einzelnen Binärbits "1¹¹ oder ¹¹O" verwendet werden, die einen "richtigen" oder "falschen" Zustand einer der aus zwei Bits bestehenden Binärwortkombinationen bezeichnen, die, wie in Fig. 4 beschrieben, möglicherweise erzeugt werden können, wobei die einzelne "1" für "q" Intervalle gespeichert wird und wobei außerdem "q" eine Anzahl von Deltaimpulsen je Rahmen bezeichnet und ¹¹O" der eine und "1" der andere der Binärzustände ist. Bei diesem dargesteiLlten und beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem Paarungen von Deltamodulatoren verwendet werden, werden vier Flip-Flop-Schaltungen 95, 95' usw. benötigt, um eine der vier möglichen Kombinationen von Bits für jedes Probeentnahmeintervall zu speichern. Allgmein gilt, daß, wenn "r" Deltamodulatoren zu Untergruppen zusammengefaßt sind, und "q" Probeentnahmeintervalle verwendet werden, zum Speichern eines R_ahmens der Modulationsinformation 2 q Flip-Flop-Schaltungen benötigt werden. Wie oben bei der Beschreibung zu Fig. 4 erwähnt, ist für das "Lesen" bzw.

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die Ausgabe jeder während des vorangegangenen Rahmens gespeicherten. Information eine äquivalente Anzahl von Flip-Flop-Schaltungen erforderlich.

Um die Deltaimpulse zu strecken, wird jeder Impuls entweder in einer ersten oder in einer zweiten Flip-Flop-Schaltung gespeichert. Bei dem obigen Beispiel, bei dem das zu speichernde Wort "1O" an der Flip-Flop-Schaltung oder dem Register 91 als "1" erschienen ist, weil das Gatter 82 das Signal durchgelassen hat und weil ein an der Klemme 98 erscheinender Rahmenimpuls das Ansprechen der Flip-Flop-Schaltung 91 ermöglichte, würde der Ausgang der Flip-Flop-Schaltung 91 ein Binärzeichen "1 '· sein. Diese Verarbeitung ist in der oben besprochenen Fig. k gezeigt, nach der das gleiche aus zwei Bits bestehende Wort des vorigen Beispiels, d.i. das Binärwort "10" , in einem Sammler gespeichert wurde, das nun mit der Flip-Flop-Schaltung 9I (Fig. 5) als einzelnes Binärbit "1" verglichen werden kann. Es wurde auch in der obigen Besprechung der Fig. k erwähnt, daß jeder der auftretenden Zustände der gepaarten Bits, ohne Rücksicht darauf, ob es sich um eine ¹¹OO", eine "11", eine "01" oder die "10" handelt, in einem getrennten Pfad als Einzelbit "1" für die Speicherung und die Benutzung bei der Erzeugung einer entsprechenden einmaligen Adresse in einer anschließenden Schaltung dargestellt ist. Bei diesem bevorzugten Ausfürhungsbeispiel tritt zu jedem beliebigen Zeitpunkt nur ein Paar der erzeugten Bits auf; daher befindet sich nur die eine der Ausgangsleitungen aus den Speicherregistern im logischen Zustand "1", und alle anderen befinden sich in einem logischen Zustand "0". Dieser logische Zustand "1" an einer Adressenschiene wird dazu verwendet, eine gegebene, einzigartige Adresse anzusteuern (enable). Bei dem Beispiel eines aus zwei Bits bestehenden Binärwortes " 10" am Ausgang des UND-Gatters 82 gemäß der eingehenden BespBechung der Fig. 5 wird eine "1" wahrend des Rahmens "1" gespeichert und dann in der Flip-Flop-Schaltung 9I zurückgehalten, und während das nächsten Rahmens, des Rahmens 2,

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durch das UND-Gatter 92 zur Ausgangsklemme $6 durchgelassen. Diese Ausgangsklemme 96 ist mit einer separaten Adressenschiene verbunden, die dazu benutzt wird, in der erwähnten Weise die Übertragung einer eigenartigen Adresse zu veranlassen. Die Adresse und die Merkmale ihrer Erzeugung werden im folgenden noch anhand der Fig. 6 beschrieben. In der Beschreibung zu Fig. k wurde auch erwähnt, daß, während ein Sammelspeicher den Binärzustand für das Lesen speicherte, ein anderer Sammelspeicher vorhanden war, der zur Speicherung des nächsten Rahmens von Probeimpulsen bestimmt war.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine Zwillingsanordnung von Flip-Flop-Schaltungen, wie 91 und 93 in Fig. $, abwechselnd und mit abwechselnder Steuerung der Ausgänge derart verwendet, daß die eine Bits speichert, während die andere den Speicherinhalt aus dem vorangegangenen Rahmen für das Lesen oder die Ausgabe bereithält. Im Falle des ersten Probe entnahme int ervalIe s, des Rahmens 1, wurde beispielsweise ein Binärwort "10" durch eine "1" in der Flip-Flop— Schaltung 91 dargestellt} im Rahmen 2 jedoch hält diese gleiche Flip-Flop-Schaltung die gespeicherte "1" zurück, da der Eingang dieser Flip-Flop-Schaltung an einer Zustandsänderung gehindert ist. Das zugeordnete UND-Gatter 92 liefert die gespeicherte "1" während der ganzen Zeitspanne des Rahmens 2 an eine Adressenschiene, und dies bildet ein Beispiel einer Impulsstreckung, indem die ursprüngliche Probe, die aus einer kurzen Zeitspanne abgeleitet wurde, veranlaßt wird, auf einem exklusiven Pfad während der ganzen fiahmendauer fortzubestehen. Jede Flip-Flop-Schaltung, die einen Pegel "1" speichert, wird am Ende der Lesezeit, d.h. am Ende des nächsten Rahmens nach der Speicherung, für die Weiterverwendung zurückgestellt. Die für "q" Speicherintervalle erforderliche Zeit ist gleich dem "q"-fachen der Zeit für einen Probeintervall. Diese Zeit für "q" Speicherintervalle wird im folgenden als "Zeit je Rahmen" bezeichnet.

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Es hat sich, sowohl als bequem als auch als wünschenswert erwiesen, diese oben definierte "Rahmenzeit" gleich der gesamten, der Zeitachse der Zeit-Frequenz-Matrix zugewiesenen Zeit zu machen, in der die Zeit von T. bis Τ_χ gleich der Zeit des Speicherungsrahmens ist. Es ist jedoch besonders zu beachten, daß es deshalb nicht erforderlich ist, daß eine eindeutige Zuordnung zwischen jeden Intervall der Matrix und jedem Probenintervall besteht. T. kann zwar, muß aber nicht, gleich T. sein usw. Die Paare von Registern oder Flip-Flip-Schaltungen (Fig. 5) laut obiger Beschreibung werden benötigt, um die gleichzeitige Tätigkeit der raihenfolgeraäßigen Speicherung in dem einen Satz Register oder Flip-Flop-Schaltungen zu gestatten, während der andere Satz für die "gestreckte" Ausgabe oder das Lesen verwendet wird. ,Wenn nicht entweder diese bevorzugte Alternative oder Zwillingsanordnung oder irgendeine Form paralleler Schieberegister verwendet wird, so hat dies den Verlust von "q" Probeimpulsen in der Zeit zur Folge, in

der das "gestreckte¹¹ Lesen erfolgt. Das Strecken von Impulsen kürzerer Dauer bildet einen Vorteil gegenüber anderen Systemen, da eine gegebene Nachricht eines Teilnehmers in dieser digitalen Form innerhalb eines schmäleren Frequenzbandes übertragen werden kann, als dies bisher mit anderen Systemen der Mehrfachausnützung möglich war. Aus dem vorigen Beispiel, das durch die Schaltung der Fig. 5 hindurch verfolgt wurde, leuchtet ein, daß jedes Binärwort in jedem Probeintervall eindeutig identifiziert wird. Der Impuls des Rahmens Nr. 1 an der Klemme 98 wird, wie ersichtlich, der ersten Flip-Flop-Schaltung oder dem ersten Register jedes Paares zugeführt, und der Impuls des Rahmens Nr. 2 an der Klemme 99 wird der zweiten Flip-Flop-Schaltung oder dem zweiten Register jedes Paares zugeführt. In ähnlicher Weise werden diese Rahmenimpulse den Ausgangs-UND-Gattern für die betreffenden Flip-Flop-Schaltungen oder Register zugeführt. Infolgedessen sind in aufeinanderfolgenden Rahmen die beiden Register jedes Paares abwechselnd tätig, um das hier angestrebte Strecken der Signalimpulse zu bewirken. Bei dem

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hier beschriebenen und dargestellten ausgeführten Beispiel wurde das aus zwei Bits bestehende Binärwort ¹¹OO" derart verarbeitet, daß jedesmal, wenn dieses Binärwort auftritt, eine Adresse übermittelt wird. Das Auftreten dieses Binärwortes bedeutet das gleichzeitige Fehlen einpoliger Impulse an den Ausgängen der gepaarten Deltamodulatoren. Daraus folgt, daß die Übertragung einer einzigartigen Adresse zur Darstellung dieses Binärwortes "00" insofern unwichtig ist, als das Fehlen von Hochfrequenzstößen veranlaßt werden könnte, die gleiche Information zu übermitteln, was zu einer Verringerung der erforderlichen und zu übermittelnden Adressen führen würde. Außerdem wurden weniger Teile erforderlich sein, was zu einer Kostensenkung führen würde.

Es ist zu bemerken, daß die oben beschriebene Schaltung (Fig. 5) keine Impulsvorzeicheninformation enthält. Für diesen Zweck sind, wie dargestellt, getrennte Flip-Flop-Schaltungen 101 und 102 usw. vorgesehen, die, wie dargestellt, mit den zweiten Ausgängen 71 und 71' der Deltamodulatoren 31 und 32 verbunden sind. Die Flip-Flop-Schaltung 101 erzeugt ein Ausgangssignal in der Leitung 104 für eine eingehende "0" und ein Ausgangssignal in der Leitung 106 für eine eingehende "1", Diese Leitungen sind, wie anhand der Fig. 6 beschrieben, mit Adressenschienen verbunden.

In ähnlicher Weise werden die Polaritäts- oder Impulsvorzeicheiregister der übrigen Teilnehmerpfade in einer Adressenmatrix verwendet, und dies vermindert die Anzahl der je Baustein erforderlichen Adressen zum Senden von Polaritätsvorzeichen für "p" Teilnehmer. Wenn beispielsweise "p" vier beträgt, wären vier Polaritäts-Flip-Flop-Schaltungen oder -register mit je zwei Ausgangsleitungen erforderlich. Bei dem vorliegenden Beispiel würden 16 individuelle Adressen zur Verwendung beim Senden jeder beliebigen Kombination von vier Flip-Flop-Zuständen von OOODbis 111i (binär) zugeordnet sein, wodurch alle zu einem beliebigen Rahmenzeitpunkt in einem Modul herrschenden Polaritätszustände darstellbar sind,

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Wenn jedoch nur eine der 16 Adressen in einem gegebenen Rahmen gesendet würde, d.h. nur eine der 16 möglichen Zustände "richtig" wäre, so wäre eine Diodenmatrix aus jedem der Paare von Flip-Flop-Ausgängen der herkömmliche Weg zur Durchführung der Auswahl der einen "richtigen" Adresse in der Adressenmatrix. Das Ansteuern (enabling) einer gegebenen Adresse ist eingehender im Zusammenhang mit Fig* 6 beschrieben.

Die größte Anzahl von Änderungen der Neigungspolarität der Amplitude des teilnehmerseitigen Eingangs tritt auf, wenn die teilnehmerseitige Eingangsamplitude die höchste Frequenz hat. Wenn diese höchste Frequenz durch Verwendung von teilnehmereingangsseitigen Tiefpaßfiltern mit einer gewünschten Grenzfrequenz derart begrenzt ist, daß in einem Zeitrahmen nur eine Änderung der Neigungspolarität auftritt, beispielsweise, wenn die Grenzfrequenz 5kHz und die Probeentnahmefrequenz der Deltamodulatoren 50 kHz beträgt, wird normalerweise nur eine Polaritätsänderung in fünf Probeentnahmefrequenzen festzustellen sein. Dies ist vorteilhaft, da gemäß der Erfindung die einpoligen Impulse von der Vorzeichenpolaritätsinformation getrennt werden, um die Adressen zu vermindern, wenn jedoch die Polaritätsinformation öfter gesendet werden soll als einmal je Rahmen, würde die Polarität sinformatL on eine getrennte T-F-Matrix mit größerer Bandbreite erfordern. Dies ist nicht der Fall, und es ist daher hier möglich, die gleiche T-F-Matrix für die Übertragung sowohl der einpoligen Information als auch der Polaritätsinformat ion zu benutzen, wie dies im folgenden beschrieben wird. Mit anderen Worten, jedes Polaritätsregister speichert eine Änderung des Polaritätszustano? je Rahmen, und das Synchronisieren der Streckschaltungen sowie der Polaritäts- und der Matrixschaltungen ist daher bei dieser bevorzugten Ausführungsform vereinbar, so daß die Zahl der Teile und die Kosten vermindert werden.

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Bevor die Beschreibung der Schaltungsanlage gemäß der Erfindung weitergeführt wird, ist es zweckmäßig, die Zeit-Frequenz-Matrix gemäß der Erfindung etwas eingehender zu besprechen. Fig. 7 zeigt eine Darstellung einer Matrix mit mehreren Frequenzkanälen F₁ bis F , die links aufgetragen sind, wowie Zeitschlitze T. bis T„, die oben in Querrichtung aufgetragen sind. Das gesamte Zeitintervall der Matrix ist als ein Rahmen anzusehen, und die Matrixstellen oder Löcher sind von der oberen linken Ecke der Darstellung in Fig. 7 mit 1 bis H bezeichnet, worin H die Gesamtanzahl der Löcher in der Zeit-Frequenz-Matrix ist. Das Adressieren erfolgt hier durch die Schaffung synchronisierter Hochfrequenzstöße (RF bursts) die als Identifizierung von Adresse bzw. von Information in bestimmten Matrixlöchern oder an bestimmten Stellen der Matrix auftreten.

In Fig. 6 ist die Adressenzuteilungsmatrix 37 mit der zugehörigen Ausgangsschaltungsanlage dargestellt. Diese Matrix 37 ist selbst in herkömmlicher Weise ausgebildet und wird, wie ersichtlich, links mit MatrixtaktSignalen oder -synchronieser-

signalen T., Τ_ Τ_χ versorgt, deren Quellen in Fig. 6

nicht dargestellt sind, jedoch in ähnlicher Weise abgeleitet sind^Bei der Schaltung, die die Signale T , T₁ T„ ... (Fig. 1) erzeugt. Aus der bisherigen Beschreibung ist zu ersehen, daß eine getrennte Quelle von Synchronisiersignalen für die T—F-Matrix nur dann erforderlich ist, wenn zwischen den Probeentnahmeimpulsen und den Synchronisierimpulsen, die den vertikalen Spalten der T-F-Matrix der Fig. 7 entsprechen, keine eindeutige Zuordnung besteht. Bei der bisherigen eingehenden Beschreibung zu Fig. 5 ist erwähnt worden, daß es sich als sowohl zweckmäßig als auch erwünscht erwiesen hat, die Rahmenzeiten, d.h. die Rahmenzeit der Streckschaltungen, und die Rahmenzeit der T-F-Matrix gleichzumachen; eine Notwendigkeit für eine eindeutige Zuordnung zwischen den einzelnen Probeimpuls-Zeitintervallen und den Zeitintervallen in den vertikalen Spalten der T-F-Matrix besteht jedoch nicht. Diese

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einzelnen Zeiterfordernisse sowie andere Parameter des Systems werden nach, der noch folgenden Beschreibung des Empfängers anläßlich der Beschreibung der Faktoren ausgewertet, die die Leistung des Systems beeinflussen. Wie in Fig. 6 gezeigt, werden von den in Übereinstimmung mit der Bezeichnungsweise der Fig. 5 mit Schiene 1, Schiene 2, Schiene3, S_chiene h usw. bezeichneten Schienen den Vertikalleitungen der Matrix Adressennummern zugeführt. Zusätzliche Vertikalleitungen der Matrix sind mit den Digital-Vorzeichensignaleingängen verbunden, die die Polaritäten der einpoligen Deltamodulatorimpulse entsprechend den Leitungen 104, 106 usw. nach Fig. 5 darstellen.

Vor Weiterführung der Beschreibung der Matrix für Adressenzuweisung (Fig. 6) wird im folgenden der Grundgedanke des Adressierens in einem Zeit-Frequenz-Staffelungssystem kurz besprochen. Eine Adresse wird definiert als ein Satz von mindestens zwei oder mehr Stellen oder Löchern in einer T-F-Matrix. Eine Adresse kann eine Probe des teilnehmerseitigen Eingangs oder eine Vorzeichenpolarität in der Übermittlung der Teilnehmerinformation darstellen oder, wie in einem Telefonsystem, als Telefonüberwachungsdat, beispielsweise für das Abnehmen oder Auflegen des Hörers, das Freizeichen, das Besetztzeichen, das Läuten und andere Steuersignale verwendet werden, die für die Errichtung, Fertigstellung, Kennung und Aufrechterhaltung der V_erbindung zwischen einem rufenden und einem gerufenen Teilnehmer wichtig sind. Eine Adresse wird übermittelt, wenn HF-Stöße, die zwei oder mehr löchern in der T-F-Matrix entsprechen, am Senderausgang vorhanden sind. Wenn beispielsweise die zugewiesene Adresse aus den Löchern 1 und 3 besteht (Fig. 7), wird ein Synchronisiersignal zur Quelle von F durchgelassen und verursacht einen H-F-Stoß im Loch FT, das das gleiche iet wi<;

I xx

Jas Loch Kr. 1. Gleichzeitig wird das Synchronisiersignal T. auch durch die gleiche Adressenschiene zur Quelle von F

A J

und somit zum Loch FT (Loch Nr. 3) übertragen. Im Empfänger

409849/0758 __2k_

-Zk-

wäre dann ein gegebener Teilnehmerpfad der Benutzung dieser Adresse zugewiesen, und der Empfänger würde in diesem Teilnehmerpfad diese Adresse empfangen und andere Adressen, die anderen Teilnehmerpfaden zugeordnet sind, zurückweisen.

Die Matrix 37 ist, nur was die körperliche Ausbildung betrifft, herkömmlich, und kann beispielsweise aus einer Mehrzahl von UND-Gattern im Verein mit zugeordneten Diodenschaltungen zum Begrenzen von Rückkehrsignalen und zur Schaffung von Torschaltungen bestehen, wie sie normalerweise erforderlich sind. In Fig. 6A ist ein kleiner Ausschnitt aus einer Matrix mit einer Schiene 2 und einer Schiene 104, zusammen mit Synchronisiersignalleitungen T. und T_ß dargestellt. Der eine Eingang eines ersten UND-Gatters 107 ist mit der Schiene 2 und der andere mit der Signal—leitung T. verbunden. Es ist zu erkennen, daß bei gleichzeitigem Auftreten eines Signals an der Schiene 2 und auf der Leitung vom UND-Gatter 107 ein Ausgangssignal erzeugt wird, das, wie weiter unten beschrieben, zur Erzeugung eines HF-Stoßes von der Frequenz F.. verwendet wird. In ähnlicher Weise ist der eine Eingang des UND-Gatters 108 mit der Schiene 2 und der andere Eingang mit der Leitung T. verbunden, daß bei zusammenfallenden Signalen ein Ausgangssignal vom Gatter 108 erzeugt wird, das dann in noch zu beschreibender Weise zur Erzeugung eines HF-Stoßes einer Frequenz F„ verwendet wird. Bei der Verdrahtung der Matrix 37 bewirkt ein Signal an der Schiene 2 gemäß Fig. 5 entsprechend der T-F-Matrix der Fig. 7 die Erzeugung der Adresse TF , T F^, d.h. die Löcher Nr. 1 und 3 der Matrix werden mit HF-Stößen belegt.

Die in Fig. Sk. dargestellte Schiene 10k ist beispielsweise, wie dargestellt, mit dem einen Eingang der UND-Gatter 109 und 111 verbunden. Die Leitung T. ist mit dem anderen Eingang des Gatters 109 und die Leitung T mit dem anderen Eingang des G_atters 111 verbunden. Vie ersichtlich, wird bei dieser Verdrahtung der Matrix ein Polaritätssignal an der

403343/0 7 58 "²⁵"

Schiene lOk im Verlauf eines Zeitrahmens das Gatter 109 während einer Zeitspanne T. und das Gatter 111 während des Zeitschlitzes T_ betätigen.Das Gatter 109 ist, wie dargestellt, derart geschaltet, daß es einen HF-Stoß einer Frequenz F₁ erzeugt, und das Gatter 111 ist, wie dargestellt, so geschaltet, daß es eren HF-Stoß der Frequenz F_ erzeugt. Auf diese Weise wird dann die Adresse T-F₁, T„F„ erzeugt.

Es ist ersichtlich, daß die Art, in der die Matrix 37 gemäß Fig. 6 verdrahtet ist, die einem beliebigen Schienensignal zugeordnete Adresse bestimmt und folglich die in Fig. 6a gegebene Darstellung nur beispielhaft ist.

Bei der Matrix 37 gemäß Fig. 6 wird eine herkömmliche Kreuzungsausbildung, (crosshatsching), zwischen Adressenschienen und Synchronisierschienen, durch die diese verbindenden Dioden oder Torschaltungen hergestellt, die an den zugeordneten Kreuzungen in dem Schienengitter angeschlossen sind und einen einseitigen Fluß des logischen Signals "1" an einer beliebigen Adressenschiene zu einem geeigneten Hochfrequenzgenerator und zur richtigen Zeit zuführen, um den gewünschten Energiestoß in der Adresse zu erzeugen. Wenn beispielsweise das aus zwei Bits bestehende Binärwort "10", das weiter oben im Zusammenhang mit der Impulsstreckschaltung beschrieben wurde, gespeichert und auf die Adressenschiene aufgegeben wird, die mit der Klemme 96 (Fig. 5) verbunden ist, erscheint während des gestreckten Impulsintervalles an dieser AdressenschieiB ein logisches Signal "1". Dieses logische Signal "1" wird dann über die zugeordneten Torschaltungen, beispielsweise die Torschaltung 112 gemäß Fig. 6, dem Oszillator 113 der Fig. 6 zugeführt, der angeschaltet werden soll. Es ist außerdem zu bemerken, daß dieses Kreuzungssteuersignal mit den richtigen Synchronisiersignalen in UND-Gattern kombiniert (ANDed) wird, so daß das logische Signal "1" und das Synchronisiersignal ein synchronisiertes Steuersignal für den zugeordneten HF-Generator erzeugt. Bei dem obigen

409849/0758 ,

—2o—

242204Ί

Beispiel einer Adressenbildung wurde eine aus Löchern Nr. 1 und 3 bestehende Adresse verwendet; wenn hier das gleiche Beispiel angenommen wird, wird die Schiene 2 ein logisches Signal "1" durch die in der Darstellung der Matrix 37 nicht gezeigte Kreuzungstorschaltung , wo es mit dem Steuersignal T. im UND-Gatter kombiniert, ein Signal zum ersten HF-Oszillator bewirkt, das zur Folge hat, daß ein HF-Strom während eines Zeitintervalles T. übermittelt wird. Zur gleichen Zeit T. würde das Gatter einer anderen Kreuzung angeschaltet und würde das gleiche logische Signal "1" dem dritten HF-Oszillator zuführen, so daß das Loch Nr. 3 übertragen würde.

Bei weiterer Betrachtung der Erzeugung der HF-Stöße ist zu bemerken, daß die HF-Oszillatoren, wie 113 (Fig. 6), durch Torschaltungen, wie 112 (Fig. 6), zu einem Zeitpunkt und für eine Dauer in Tätigkeit gesetzt werden, die durch das Zusammentreffen von Zeit- und Schienensignalen in der Matrix bzw. von der Dauer dieser einzelnen Synchronisiersignale bestimmt sind. Die Ausgänge der einzelnen Oszillatoren sind mit dem Eingang des Verstärk-ers 39 verbunden, dessen Ausgang mit der Senderausgangsklemme 41 verbunden ist. Außerdem ist für jede der Oszillatorschaltungen eine Fühl- oder Prüfeinrichtung vorgesehen, um unerwünschte Wechselwirkungen der HF-Stöße zu verhindern. In Fig. 6 ist ein Fühler 116 dargestellt, der mit einer Empfängerklemme h5 verbunden ist und das Vorhandensein einer Frequenz F₁ an dieser Klemme feststellt. Dieser Fühler 116 ist mit der Torschal-tung 112 verbunden und hält während der Festetellung der Frequenz F₁ durch den Fühler 116 das Gatter in untätigem Zustand. Der Fühler sorgt auch für die Rückführung des ermittelten HF-Stoßes der Frequenz F zum Eingangs- oder Ausgangsverstärker 39· Auf diese Weise wird also ein empfangener HF-Stoß zurückgeführt, anstatt daß ein solcher Stoß erzeugt wird. Auf diese Weise werden, wie noch zu erläutern sein wird, wesentliche Vorteile erzielt.

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Vor einer weitren Besprechung des Empfängers wird nun der Grundgedanke der Senderabfühlung oder -prüfung beschrieben und anhand der Fig. 6 und 8 erläutert. Diese Senderprüfung wird gemäß der Erfindung verwendet, um eine unerwünschte Wechselwirkung zu verhindern, die zwischen mehr als einem Adressen-HF-Stoß eines Teilnehmers auftreten würde und zu einer Löschung dieser HF—Stöße führen würde, wenn das Übermittlungsmedium, über das der Energiestoß eines Teilnehmers übermittelt wird, von dem Stoß eines anderen Benutzers um eine ungerade Anzahl halber Wellenlängen versetzt wäre. Dadurch werden auch andere Phasenanpassungs-jSchwand- und Überlagerungsprobleme vermieden. Um den Zustand zu vermeiden, der dadurch verursacht werden könnte, daß Bausteine bzw.Modulen entlang des Übertragungsmedium&in solchen Längenabständen "außer Tritt fallen" (being dropped), daß Phasenprobleme entstehen könnten, wurden Senderprüf- und Steuereinrichtungen vorgesehen. Zur Beschreibung dient nun ein Beispiel, wie eine solche Prüf- und Steuertätigkeit dazu benutzt wird, die oben erwähnte unerwünschte Wechselwirkung auszuschließen. Fig. 8 zeigt ein Blockschema eines typischen Aufbaues eines Bausteines des Systems. Zu beachten ist in dieser Fig., daß der Empfängereingang jedes Bausteins auch mit dem Fühler des dem betreffenden Empfänger zugeordneten Senders gekoppelt ist. Bevor diese Prüf- und Steuertätigkeit im einzelnen besprochen wird, ist zu bemerken, daß es sich als unnötig erwiesen hat, die Signalstöße des Empfängers von denjenigen des Senders zu trennen, weil, wenn irgendwo in dem System ein HF-Signalstoß zu einem gegebenen Zeitintervall in der T-F-Matrix auftritt, ein Teil einar anderen Adresse von einem anderen Teilnehmer möglicherweise das gleiche Matrixloch belegt. In solchen Fällen, in denen ein Loch von einem Teil einer Adresse von mehr als einem Teilnehmer belegt ist, treten keine Feststellungs- oder Interferenzprobleme auf, vorausgesetzt, daß keine falsche Adresse vorhanden ist (falsche Adressen werden im folgenden eingehend beschrieben) und vorausgesetzt, daß außerdem die hier angegebene Prüf- und Steuertechnik verwendet

4OS 3 4 3 /07 5 8 ₂₈

wird. Die Funktion des Fühlers besteht darin, die eingehenden Signale dahingehend zu prüfen, ob irgendein synchronisierter HF-Stoß zu einem Zeitpunkt auftritt, zu dem der Sender einen Signalstoß gleicher Zeit und Frequenz senden muß. Wenn dies der Fall ist, wird der ankommende HF—Stoß von dem Fühler wahrgenommen, und dieser sperrt die Torschaltung des zugeordneten Oszillators,bevor das Adressenschienensignal und das Synchronisiersignal einen HF-Oszillator ansteuern können. Irgendwo in dem System ist eine geeignete Unterbrechung in deser Prüfschleife eingebaut, beispielsweise unter Verwendung von in beiden Richtungen wirksamen Fühlern in einem der Bausteine, wodurch verhindert wird, daß eine gedämpfte oder oszillierenae /\^r-i-ⁿgiⁿ§r ^or oscillatory loop) aufgebaut wird.

Der Empfänger gemäß der Erfindung arbeitet im wesentlichen als Umkehrung des Senders. Fig. 2 zeigt eine Eingangsklemme 151 1 die ein Eingangssignalgemisch empfängt, das aus HF-Stößen unterschiedlicher Frequenz zu unterschiedlichen Zeiten entsprechend der Steuerung der Singaltibermittlung durch die Matrix besteht. Fig. 2 zeigt eine erste Empfängeruntergruppe 152, und anschließende Empfängeruntergruppen 153 und l$k sind nur allgemein angedeutet. Die Eingangsklemme 151 ist an der Untergruppe 152 mit mehreren Bandfiltern I56, 157 und I58 angeschlossen. Die Eingangsklemme ist außerdem mit einem Sychronisiersignalkreis 159 verbunden, der seinerseits mit einer Synchronisiersignal-Torschaltung 161 verbunden ist, so daß einer Adressendecodiermatrix 162 Signale zugeführt werden. Wie oben im Zusammenhang mit der Besprechung der Synchronisierschaltung kk (Fig. 1) erwähnt, ist angenommen, daß die Synchronisiersignale nach einem von mehrerern in der Technik bekannten Verfahren von dem empfangenen Signalgemisch abgeleitet werden. Die Bandfilter I56 his I58 sind derart eingestellt, daß sie die Systemfrequenzen F , F ... F durchlassen, und die Hüllkurven dieser HF-Signalstöße werden dann dea getrennten Horizontalleitungen der Matrix 162 zugeführt,

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während die Synchronisierimpulse den vertikalen Linien zugeführt werden, so daß die Matrix 162 decodierte Ausgangssignale liefert. Diese Ausgangssignale werden für jedes Delta-Paar zwei Decodierern 163 und 16k zum Umwandeln gleichlaufender Signale in aufeinanderfolgende zugeführt. Der Decodierer liefert aufeinanderfolgende Impulse, die einem Impuls—Vorzeichen-Wähler 166 zugeführt werden, sowie Vorzeichensignale, Steigungs-/Abfall- oder
die einem/Neigungspolaritätsdecodxerer 1ογ zugeführt werden. Dieser Neigungspolaritätsdecodierer hat einen Plus- und einen Minus-Ausgang, die mit dem Impuls-Vorzeichenwähler derart verbunden sind, daß dieser als Ausgangssignale bipolare Impulse liefert, die den bipolaren Impulsen am Ausgang der Differenzierschaltung des Deltamodulators des Senders entsprechen. Diese bipolaren Impulse werden dann zur Rückumwandlung der Digitalsignale in Analogsignale in einer Integrierschaltung 168 integriert und dann durch einen Tiefpaßfilter 169 der Aus— gangsklemme I7I eines Teilnehmers Nr. 1 zugeliefert.

Zur Besprechung weiterer Einzelheiten der Verarbeitung der empfangenen Signale dient die folgende Beschreibung anhand der Fig. 9» nach der der Adressendecodierer 162 im wesentlichen die Umkehrung des oben im Zusammenhang mit der Matrix 37 (Fig. 6) besprochenen Decodierers enthält. Die Hüllkurve der HF-Stöße an den Ausgängen mehcerer Detektoren 208, 208· usw. wird den Horizontalschienen zugeführt, und an den Kreuzungen der Vertikalleitungen, die die Synchronisierimpulse führen, sind UND-Gatter 203, 203« usw. für die Aufnahme der gewünschten Matrix-Synchronisiersignale am einen Eingang jedes Gatters und der HF-Stöße am anderen Eingang des gleichen Gatters geschaltet, so daß als Ausgangssignale der UND-Gatter ein Teil der decodierten Adresse geliefert wird. Der Rest der Adresse wird in der gleichen Weise decodiert und dann einer Flip-Flop-Schaltung zugeführt (204), deren Ausgangssignale eine genaue Wiedergabe jedes gestreckten Impulses sind. Dann wird von jeder Streckimpulsleitung eine gegebene Probezeit identifiziert oder dargestellt, und in Verbindung mit einem UND-Gatter

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206 wird der gestreckte Impuls durch einen Zeitimpuls zeitlich durchgelassen , . so daß am Ausgang dieses UND-Gatters der gewünschte einpolige Impuls in genau der gleichenForm und Dauer wiederhergestellt wird, wie er am Ausgang des zugehörigen Deltamodulators des Senders aufgegeben wurde. Die Zeitimpulse T. bis T„ werden durch einen Impulsgenerator 207 erzeugt, der vom Empfängereingang 151 ein Eingangssignal

f. erhält. ·

Anschließend an die Decodierung der Adresse bleibt bei der Verarbeitung der empfangenen Signale noch die Wiederherstellung der bipolaren Impulse, das Integrieren derselben und die Tiefpaßfilterung der vom Teilnehmer empfangenen Eingangssignale, um die vom Teilnehmer ursprünglich aufgegebenen Signale am Ausgang des Teilnehmerpfades wiederherzustellen. Um dies zu erreichen wird eine Schaltung, wie die gemäß Fig. 10, verwendet. Im einen Eingang jedes von zwei UND-Gattern 221 und 222 werden einpolige Impulse zugeführt. Der andere Eingang dieser Gatter wird von einem Polaritätsdecodierer 223 gespeist, der verdrahtete ODER-Gatter zum Decodieren jeder in dem Sender vorher codierten Bausteinpolarität enthält. Für jede Polarität des Teilnehmerpfades ist eine zugeordnete Leitung zum anderen Eingang des UND-Gatters 221 und über einen Negator 226 zum UND-Gatter 222 geführt, so daß eine polaritätsempfindliche Steuerung an dem Eingang der Integrierschaltung herbeigeführt wird, wo diese Signale in einer Form ähnlich dem in der Fehlererkennungsschleife des Senderdeltamodulators verwendeten Typ bipolarer Impulse dargestellt und nach Integrieren einer Schrittspeicherschaltung 231 zugeführt werden. Diese Speicherschaltung enthält eine kapazitiv aufladbajB und entladbare Einrichtung, die die integrierten Schritte erhält und die Richtung der Ladung entsprechend der Neigung der ursprünglich aufgegebenen Teilnehmersignale entsprechend dem Polaritätssignal am Eingang der Schrittspeicherschaltung 231 steuert. Bei zusätzlicher Tiefpaßfilterung wird das ursprünglich aufgegebene Teilnehmersignal an der Ausgangsklemme des Empfängers getreu wiedergegeben.

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Wie in der obigen Besprechung erwähnt, würden die anderen Teilnehmerpfade in dem gleichen Baustein die Matrix mitbenutzen und würden dann ihnen zugeordnete getrennte Torschaltungen und Schaltungeanlagen ähnlich der soeben beschriebenen aufweisen.

Es ist zu erkennen, daß gemäß der Erfindung eine bestimmte Zeit-Frequenz-Matrix mit gewissen Kombinationen, beispielsweise von Deltamodulatoren,sowie die Streckung von Impuls— proben kurzer Dauer, verwendet werden, wodurch ein erheblicher technischer Fortschritt erzielt wird. In dieser Hinsicht ist es von Interesse, einige bedeutsame Faktoren zu besprechen, die die Leistung des Systems beeinflussen. Der erste dieser Faktoren ist der Gesichtspunkt der maximalen Anzahl verfügbarer Einzeladressen in einer Zeit-Frequenz-Matrix gegebener Größe. Als Größe einer Matrix wird die Anzahl der in ihr enthaltenen Löcher, d.h. das Produkt aus Anzahljder Frequenkanäle F und der Anzahl der Zeitschlitze T_Y angegeben. Die Anzahl der verfügbaren Adressen hängt von der Anzahl der bei der Ermittlung jeder Adresse verwendeten Anzahl von HF-Si,2T.alstößen ab. Im Falle einer Matrix mit sechs Löchern, bei der für jede Adresse zwei Signalstöße verwendet werden, beträgt die Anzahl der Adressen 15· Diese Zahl ergibt sich als Anzahl der Zweierkombinationen aus sechs Elementen. Allgemein gilt, daß, wenn H die Anzahl der Löcher in der Matrix und N die Anzahl der Impulse oder Signalstöße je Adresse und A die Anzahl der möglichen Adressen ist

(H-N)! N!

In dieser Beziehung wird angenommen, daß ein synchronisiertes System verwendet wird.

Die Angabe einer Adresse erfolgt durch dieBezeichnung derjenigen Löcher in der Matrix, die von Impulsen belegt sind. Diese Bezeichnung wird durch die Numerierung der Löcher 1 bis

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H (Fig. 7) unterstützt. Die 15 verfügbaren Adressen in einer Matrix mit sechs Löchern können also durch folgende Zahlenpaarungen angegeben werden: 12, 13» 14, 15» 16, 23» 24, 25, 26, 34, 35, 36, 45, 46, 56. Es ist zu bemerken, daß die Gesamtzahl der tatsächlich für das Nachrichtenübermittlungssystem gemäß der Erfindung benötigten Adressen sowie die Gesamtzahl von für die Modulations- und Vorzeicheninformation in einem gegebenen Rahmen erforderlichen HF-Signalstöße durch geeignete Wahl der Untergruppen- und Bausteinparameter auf ein Minimum vermindert werden können.

Um die Parameter möglichst günstig zu wählen, sind folgende grundlegende Faktoren in Einklang zu bringen: (1) die Anzahl der Speichervorrichtungen, (2) die Anzahl der Frequenzkanäle in der Größe H, (3) die Wahrscheinlichkeit des Auftretens falscher Adressen und (4) die Bandbreite B müssen so gering wie möglich gehalten werden.

Das System gemäß der Erfindung kann entsprechend dem folgenden Beispiel betrieben werden:

Beispiel

1. Bandbreite des Ausgangssignalgemisches B = 1,2 MHz;

2. Teilnehmerzahl je System M = 50;

3. Zahl der Impulse je Adresse N = 2;

4. Zahl der Untergruppen = 5O/p;

5. Anzahl der gespeicherten Deltaproben je Rahmen =

q, (3 ^ q i 6)

6. Anzahl der Benutzer je Untergruppe =p, (2 = ρ = 5)

Ein System unter Verwendung der obigen Beschränkungen oder Angaben zeichnet sich im Vergleich zu bekannten Nachrichtenübermittlungssystem durch folgende Vorteile aus:

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. Für eine gegebene Bandbreite ist eine größere Anzahl von Teilnehmern möglich als bei bestehenden Systemen;

2. Wenn erwünscht, kann ein breiteres B_and je Benutzer verwendet werden als beispielsweise bei der Puls-Code-Modulation, bei der einem Benutzer nur 3 kHz zugewiesen werden können;

3. Durch Verwendung von Digitalspeicherregistern wird eine hohe Deltaprobenfrequenz auf eine niedrigere Übermittlungsfrequenz vermindert;

h. Als Übertragungsmedium können Trägerfrequenz—Fersprechkabel(^lfT" carrier telephone cable) verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit spezialkonstruierter Medien entfällt.

5. Die Zeichenentzerrung (regenerative Wiederholung)

ist praktisch und anderen Systemen überlegen, denn es werden Einzelfrequenzen regenerativ wiederholt, anstatt daß zur Wiederholung eines Impulses ein breites Frequenzband benötigt wird;

6. Die Modularisierung oder Bildung von Untergruppen von Teilnehmereingängen in kleine Mechanisierungen oder

Ein- "bzw.

Ausbildungen gestattet die wirtschaftliche/Anschaltung , » bzw. Modulen
("drop"; von Bausteinen/an beliebigen Stellen entlang des Übermittlungsmediums;

7. Innerhalb einer gegebenen beschränkten Bandbreite und für eine gegebene Anzahl von Teilnehmern je System bietet das neue System den Vorteil einer Verbesserung

ca,
im Verhältnis 2:1, beispielsweise werden je Rahmen gleichzeitig weniger Impulse übermittelt als bei der entsprechenden Übermittlung durch ein RADA-System unter Verwendung · zahlreicher Adressen je Teilnehmer. Dies

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-3k-

ist ein bedeutsamer Vorteil, denn ein gewisses Maß von "Eigeninterferenzgeräuschen¹¹ treten sowohl bei dieses neuen System als auch bei anderen Systemen, beispielsweise beim RADA-System auf, bei dem eine Mehrfachausnützung durch Zeit-Frequenz-Staffelung verwendet wird. Die Wahrscheinlichkeit dieser Eigeninterferenz steigt exponentiell in der Häufigkeit des Auftretens von Geräuschausbrüchen, wenn die Anzahl der gleichzeitig übermittelten HF-Signalstöße erhöht wird.

¥ie oben bemerkt, tritt bei Systemen, wie RADA und jenem gemäß der Erfindung, ein gewisses Maß an Eigeninterferenz auf, und eine Erklärung dieser Ei-»geninterferenzgeräusche dürfte für das vollständige Verständnis der Erfindung von Wichtigkeit sein. Zusammenfassend kann gesagt werden, daß dieses Eigeninterferenzgeräusch durch die Wahrnehmung einer oder mehrerer falscher Adressen im Empfänger verursacht wird. Die Ursache dieser falschen Adressen ist unauffällig. Sie wird anhand eines Beispiels erläutert. Es sei angenommen, es handle sich um eine einfache Matrix mit drei Frequenzen und zwei Zeitintervallen, insgesamt also mit sechs Löchern, wie beim vorigen Beispiel. Die Erzeugung einer falschen Adresse im Empfänger kann verdeutlicht werden, wenn ferner angenommen wird, daß

1. Die Adresse Nr. 1 den Löchern 1 und k_t die Adresse Nr. 2 den Löchern 2 und k und die Adresse Nr. 3 den Löchern 1 und 5 zugeordnet ist.

2. In einem gegebenen Augenblick gleichzeitig

die Adressen Nr. 2 und 3 gesendet"werden, was zur Folge hat, daß die Löcher 1,2, k und 5 gleichzeitig belegt sind. In diesem Falle würde der Empfänger, der derart vorprogrammiert ist, daß er gewisse einzigartige Adressen zu gegebenen Teilnehmern durchläßt, die Adressen Nr. 2 und 3 einwandfrei decodieren und verarbeiten; da jedoch auch die Löcher 1 und k belegt

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sind, würde die Gatteranordnung (fes Empfängers feststellen, daß die Adresse Nr. 1 vorliegt, wenn diese Adresse nicht übermittelt worden ist. Dies ist ein fehlerträchtiger Zustand, der nicht nur im Empfänger dieses neuen Systems, sondern auch bei Empfängern des itADÄ-Systems von beliebiger Form auftritt. Da jede falsche Adresse durch das gleichzeitige Auftreten gewisser Adressenkombination "aufgebaut" wird, wird in dem Teilnehmerpfad im Empfänger eine Geräuschspitze infolge Selbstinterferenz erzeugt.

Es wurde oben erwähnt, daß die Bildung von Untergruppen von Deltamodulatoren in Paaren ein wirksameres Codieren der Modulatorausgangsimpulse für die Speicherung und Übermittlung ermöglicht. Diese Bildung von Untergruppen in Paaren kann in der Tat die optimale Anordnung bilden, wenn Gesichtspunkte der Vereinheitlichung (Modularisation) der Kosten und der Wendigkeit berücksichtigt werden. Es ist jedoch besonders zu bemerken, daß die Erfindung nicht auf die Bildung von Untergruppen in Form von Paaren beschränkt ist. Dreier-Untergruppen und höhere Untergruppen können sich als vorteilhaft erweisen, wenn zusätzliche Kostengesichtspunkte usw. mit berücksichtigt werden. Außerdem ist ein Vorteil durch Modularisierung erzielbar, d.h. durch die Vereinigung der Untergruppen in solcher Weise, daß die Polaritätsinformation von jedem Teilnehmer in dem betreffenden Baustein zur Bildung eines Digitalwortes kombiniert wird. Dieser Vorteil tritt zu jenem hinzu, der davon herrührt, daß Bausteine entlang eines Übertragungsmediums an- bzw.abgeschaltet werden können, und rührt von der Tatsache her, daß zur Übermittlung eines Digitalwortes eine minimale Anzahl von HF-Signalstößen, im Vergleich zu ρ mal sovielen Signalstößen ,benötigt wird, die erforderlich wären, wenn sämtliche ρ Teilnehmer in dem Baustein getrennt übermitteln würden. Der durch die Untergruppierung von Modulationsinformation erzielbare Vorteil ist auf die gleiche Ursache zurückzuführen.

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Im folgenden wird der Vorteil der Untergruppierung und Modu— larisierung nur unter Berücksichtigung der Anzahl von Adressen und der Anzahl übermittelter Impulse als Faktoren veranschaulicht. Die Anzahl der erforderlichen Adressen sollte auf einem Minimum gehalten werden, da der Umfang der zum Codieren und Decodieren der Modulation erforderliche Schaltungsaufwand mit der Anzahl der erforderlichen Adressen zunimmt. Außerdem müßte die Zeit-Frequenz-Matrix zur Unterbringung höherer Anzahlen erforderlicher Adressen größer ausgebildet werden. Die Anzahl von Impulsen in einem beliebigen Rahmen sollte auf einen Mindestwert gehalten werden, da. die Wahr-scheinlichkeit der Übermittlung einer falschen Adresse mit der Anzahl der übermittelten Impulse steigt.

Zur Veranschaulichung der Vorteile des Systems gemäß der Erfindung sei angenommen, daß den Erfordernissen, die Zahl der erforderlichen Adressen und die Zahl der übermittelten Impulse auf ein Minimum zu halten, gleiches Gewicht gegeben wird. Für die Darlegung wird als Maßstab eine "Güteziffer" wie folgt definiert:

φ = const.

^ai ^N1

Worin a. = Anzahl der erforderlichen Adressen je Teilnehmer N₁ = Anzahl der Impulse je Teilnehmer ist.

Zweckmäßigerweise sei const. = 100.

Ferner sei

r = Anzahl der zur Modulationsspeicherung und Übermittlung in Untergruppen zusammengefaßten Kanäle (r = p/ganze Zahl)

ρ = Anzahl der Teilnehmerkanäle in einem Baustein q = Anzahl der Deltaproben je Rahmen.

Dann sind

2 q = Anzahl der für die Modulation je Untergruppe

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erforderlichen Adressen

2 q¥ = Anzahl der je Baustein erforderlichen Adressen 2^P = Anzahl der zum Senden der Polarität erforderlichen Adressen.

Folglich ist (2^rq$ + 2^P) = Anzahl der Adressen je Baustein und je Rahmen. . ·

Nun erfordert jede übermittelte Adresse mindestens zwei Impulse oder HF-Signalstöße an der Zeit-Frequenz-Matrix, ohne Rücksicht dar-auf, ob es sich um eine Modulations- oder um eine Polaritätsadresse handelt. D_aher ist (2q£ + 2) = Gesamtzahl der je Baustein je Rahmen übermittelten Impulse (unter der Annahme, daß zwei Impulse eine Adresse bilden).

Zur Berechnung der Anzahl von Adressen oder Impulse je Teilnehmer müssen die obigen Ausdrücke durch die Anzahl (p) der Teilnehmer je Baustein dividiert werden:

Für r = p, (keine Untergruppierung innerhalb des Bausteins) _&1 = 2^P(q + i)/p N₁ = 2(q + 1)/p

Für r =2 (Untergruppierung in Paaren; ρ = 2, k_f 6, ..) a₁ = (2qp + 2^P)/p N₁ = (qp + 2)/p

Für r = 3 (Untergruppierung zu dreien? ρ = 3, 6, 9, ..) | ₊ 2^P)/p N₁ = (§qp ₊ 2)/p

Daher sind

0_r= = 100p²/2^P+l(q + 1)²

0_r=2 = 100p²/(2qp + 2^P) (qp +2)

+ 2^P) (fqp + 2)

Zum Vergleich ist bei m-fach-RADA (wobei jedem Teilnehmer m Adressen zugeordnet sind und die Polaritätsinformation unter Verwendung von zwei Adressen und zwei Impulsen

' 4.09849/0758 _₃₈_

übermittelt wird)

a. = 2^q + 2 N„ = h

^RADA - ¹⁰⁰/(2^{q +} 2)4 = 12,5

Die Tabelle auf der nächsten Seite zeigt die "Güteziffer" für mannigfaltige Werte für p, q und r sowie für RADA. Es ist zu erkennen, daß unter den gegebenen Annahmen gleichen Gewichtes für eine Mindestanzahl von Adressen und Impulsen die Kombination von q = 2, ρ = 3j und r = ρ = 3 die höchste Güteziffer 0 ergibt. Wie bereits oben angedeutet, können jedoch andere Überlegungen dazu führen, daß ein höherer Wert für q (mehr Delta-Proben je Rahmen) zu anderen Vorteilen führen kann. Es ist ferner zu bemerken, daß die kleineren Werte von ρ (p <. 5) 0-Werte ergibt, die größer sind als die von m-fach-RADA-Systemen gleicher Leistung.

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q	- r	ρ=2	3	4	5	6	8	9	RADA
2	P 2 3	5,5 5,5	6,2 6,2	5,5 5,0		3,1 2,9 -3,8	1,2	1,0	4,2
3	P 2 3	3,1 3,1	3,5 3,5	3,1 2,9	2,4	1,8 1,8 2,3	ο,δ
4	P 2 3	2,0 2,0	2,3 2,3	2,0 1,9	1,6	1,1 1,2 1,6 ■	0,6		1,4
5	P 2 3	1Λ ■1.4	1,6 1,6	1»3	1,1	0,8 0,9 1,1	0,5		j 0,7
6 ι	P 2 3	1/0 1,0	1,2 1,2	1,0 1,0	0,8	i 0,6 Oj 7 0,9	0,4		j ο,4

Patentansprüche

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Claims (12)

1. Pat entansprüche

   Nachrichtenübermittlungssystem, gekennzeichnet durch

   a) eine Einrichtung zum Abfragen der Änderung von Eingangssignalen durch Probeentnahme in aufeinanderfolgenden Intervallen und zum Erzeugen erster Impulse, die eine Signaländerung repräsentieren,und zweiter Impulse, die die Richtung der Änderung zwischen aufeinanderfolgenden Intervallen repräsentieren,

   b) eine Einrichtung zum Koabinieren von Impulsen aus einer Anzahl von Eingangssignalen zur Bildung des Äquivalentes von Binärwörtern,

   c) eine Einrichtung zum Registrieren und Ausgeben der

   ersten Impulse zur Verlängerung der Ausgabezeit im Vergleich zum Probeentnahmeintervall,

   d) eine Adressenzuordnungsmatrix, die derart verdrahtet ist, daß sie das genannte Äquivalent der Binärwörter empfängt, und

   e) eine mit der Matrix verbundene Ausgangseinrichtung zum Übermitteln von Energiestößen vorherbestimmter Frequenz ;zu bestimmten Zeiten, die von der Matrix bestimmt sind, als in die ursprünglich aufgegebenen Eingangssignale dechiffrierbare Signale an ein Übermittlungsmedium.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

   a) die Einrichtung zum Abfragen der Eingangssignale bipolare Impulse einer feststehenden Amplitude erzeugt,

   409849/0758 -^¹-

   b) eine Einrichtung vorgesehen ist, die die bipolaren Impulse in einpolige Impulse umwandelt und die die zweiten Impulse aus den bipolaren Impulsen als einpolige Polaritätsimpulse erzeugt,

   c) die Einrichtung zum Kombinieren von Impulsen eine logische Schaltung aufweist, die das Äquivalent eines unterschiedlichen ¥ortes für jede Kombination einpoliger Impulse erzeugt, und

   d) eine Einrichtung, die die Polaritätsimpulse für die Übermittlung codiert.
3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-zeichnet, daß die Ausgabeeinrichtung eine Einrichtung aufweist, die eine Mehrzahl feststehender Frequenzen und die mit dem Ausgang der Zeit-Frequenz-Matrix verbunden ist, zur Erzeugung von Übermittlungsfrequenzstößen während feststehender Zeiten zu bestimmten Zeiten, die durch die Erregung der Matrix bestimmt sind.
4. 4. System nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch eine Frequenzabtasteinrichtung, die mit dem Übermittlungsmedium des Systems verbunden ist und die Einrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl feststehender Frequenzen derart steuert, daß die Erzeugung einer Frequenz zu .dem Zeitpunkt stillgesetzt wird, wenn diese Frequenz bereits auf dem Transmissionsmedium vorhanden ist.
5. 5« Nachrichtenübermittlungssystem, gekennzeichnet durch

   a) einen mit Teilnehmereingängen verbundenen Sender mit einer Probeentnahmeeinrichtung, die während aufeinanderfolgender Probeentnahmeperioden eines Probeentnahmerahmens für jede Änderung des Eingangssignals, die ein vorherbestimmtes Minimum über-

   4 09849/0758 -4s-

   + erzeugt

   -k2-

   schreitet, einen einpoligen Informationsimpuls feststehender Amplitude sowie Polarxtätsimpulse zur Angabe der Richtung der Änderung des Eingangssignales während jeder Probeentnahmeperiode erzeugt, eine logische Schaltung, die derart angeschlossen ist, daß sie Informationsimpulse aus Gruppen von Eingangssignalen für jede Probeentnahmeperiode empfängt und Ausgangsimpulse an getrennten Leitungen für Kombinationen von vorhandenen und fehlenden Impulsen jeder Kombination für jedeProbeentnahmeperiode erzeugt, eine Adressenzuordnungsmatrxx, die derart geschaltet, ist, daß sie Synchrorisiersignale empfängt, und an die getrennten Ausgangsleitungen der logischen Schaltung angeschlossen ist und Matrixausgangssignale erzeugt, eine Einrichtung zum Codieren der Polarxtätsimpulse und eine Einrichtung zum Erzeugen einer Mehrzahl feststehender Frequenzen, die mit den Matrixausgangsleitungen verbunden ist, und codierter Polarxtätsimpulse zur Erzeugung besonderer Frequenzsignalstöße zu bestimmten Zeiten als Übermittlungsadressen an einen Senderausgang;

   b) ein Überraittlungsmedium, das mit dem Ausgang der Einrichtung zur Erzeugung einer Mehrzahl feststehender Frequenzen verbunden ist; und

   c) einen Empfänger mit einem Eingang, der an das Übermittlungsmedium angeschlossen ist, und mit Ausgängen, die mit Teilnehmerauslässen verbunden sind, und mit einer Adressendecodiermatrix, die mit dem Empfängereingang gekoppelt ist und mit einer Decodierschaltung zum Rekonstruieren der ursprünglichen Teilnehmereingangssignale und zum Zuliefern derselben an ausgewählte Teilnehmeranschlüsse verbunden ist.

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6. 6. System nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Sender eine Einrichtung zum Erzeugen von Matrixsynchronisierimpulsen aufweist, die der Matrix zugeliefert werden, so daß Signale an die Einrichtung zum Erzeugen unterschiedlicher Frequenzen zu Zeiten auftreten, die durch das Zusammentreffen von Ausgangssignalen der logischen Schaltung und Synchronisierimpulsen an der Matrix bestimmt sind.
7. 7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Probeentnahmeperioden aus mehreren . aufeinanderfolgenden kurzen Zeitperioden in aufeinanderfolgenden Zeitrahmen bestehen, deren jeder die zeitliche Dauer aller Zeitschlitze in der Adressenzuordnungsmatrix definiert, und daß jedes der Ausgangssignale der logischen Schaltung während eines vollständigen Zeitrahmens andauert, so daß die Binärwörter in der Matrix zeit-frequenz-codiert werden.
8. 8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Probeentnahmeeinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen eines bipolaren Impulses für eine Änderung jedes Teilnehmereingangssignals um mehr als einen vorherbestimmten Betrag von einer Probeentnahmeperiode zur nächsten aufweist, wobei die Impulspolarität durch die Richtung der Änderung der Amplitude des Teil— nehmereingangssignals bestimmt ist, daß eine erste Kippeinrichtung (Triggereinrichtung) aus den bipolaren Impulsen erste einpolige Impulse erzeugt und eine zweite Kippeinrichtung aus den bipolaren Impulsen zweite einpolige Impulse zur Identifizierung der ursprünglichen Polarität der ersten einpoligen Impulse erzeugt, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die zur Erzeugung der Ausgangssignale die ersten Impulse an die logische Schaltung liefert, und eine Einrichtung vorgesehen ist, die der Matrix die zweiten einpoligen Impulse zum Codieren

   409849/075 8 -^-

   und Übermitteln an den Empfänger zuliefert.
9. 9. System nach, einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung des Senders zur Erzeugung von aus zwei Bits bestehenden Binärwörtern für jede Probeentnahmeperiode mit Gruppen von zwei der Probeentnahmeeinrichtungen verbunden ist, jede Gruppe dieser Schaltung vier Speicher- und Ausgaberegister, je mit paarweise angeordneten Flip-Flop-Schaltungen, aufweist, die zur Erzeugung eines Ausgangsiinpulses von nur einem Register je Probeentnahmerahmen durch Verbindung mit einer Quelle von Synchronisierimpulsen für den Probeentnahmerah-men abwechselnd betätigbar sind, wobei ein solcher Ausgangsimpuls während der Dauer des Rahmens andauert und einer einzigen Leitung der Matrix zugeliefert wird.
10. 10. System nach einem der Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger am Eingang desselben mehsere Bandfilter aufweist, die zum Erregen getrennter Leitungen der Empfangermatrix die einzelnen Frequenzen unter den feststehenden Frequenzen getrennt durchlassen.
11. 11. System nach einem der Ansprüche 5 bis 10, gekennzeichnet durch

    a) einen Deltamodulator für jeden Empfängereingang,der synchronisierte Probeentnahmeimpulse erhält und die Informationsimpulse und Polaritätsimpulse erzeugt;

    b) mehcere UND-Schaltungaifür jeden Deltamodulator, je mit einem Eingang, der mit dem Informationsausgang des Deltamodulators verbunden ist, und mit einem weiteren Eingang, der derart geschaltet ist, daß er einen getrennten Probeentnahmeimpuls erhält, so daß die UND-schaltungen Impulse erzeugen, die die Informations-

    409849/0758 _4₅-

    impulse in getrennten Probeentnahmeperioden repräsentieren,

    c) wobei die logische Schaltung für jede mögliche Kombination von vorhandenen und fehlenden Impulsen jeder Gruppe für jede Probeentnahmeperiode einen Impuls an einer getrennten Leitung erzeugt,

    jeder

    d) je ein in/der getrennten Leitung eingeschaltetes

    Speicher- und Ausgaberegister, das derart geschaltet ist, daß es zum Speichern eines empfangenen Impulses und zum Ausgeben eines solchen Impulses während der vollen Dauer des nächsten Probeentnahmerahmens zu Beginn jedes Probeentnahmerahmens einen Impuls erhält, und

    e) Matrixleitungen, die einzeln mit Registerausgabeleitungen verbunden sind, so daß sie für die volle Dauer eines Probeentnahmerahmens für jeden empfangenen Impuls erregt werden.
12. 12. System nach Anspruch 11, gekennzeichnet, durch Einrichtungen zum Zuliefern von Probeentnahmeimpulsen an die Matrix für die Erzeugung von Signalen aus vorherbestimmten Kombinationen von Registerausgabesignalen und Zeiten zur Betätigung der Einrichtung zum Erzeugen der feststehenden Frequenzen.

    13» Sender für ein Nachrichtenübermittlungssystem mit mehreren Eingangskiemmen zur Aufnahme von Teilnehmereingangssignalen und eine?· einzigen Ausgangsklemme zum Anschluß an ein Übertragungsmedium, gekennzeichnet durch

    a) eine Mehrzahl von Deltamodulatoren, die einzeln mit den Eingangsklemmen verbunden sind und Probeentnahmeimpulse empfangen, die die Probeentnahmeperioden definieren

    409849/0758 -46-

    und eine Wiederholungsfrequenz haben, die wesentlich höher ist als die höchste Eingangsfrequenz, zur Erzeugung von Nachrichtenimpulsen zur Identifizierung von Änderungen der Eingangsamplitude zwischen aufeinanderfolgenden Probeentnahmeimpulsen oberhalb eines vorherbestimmten Minimums und zur Erzeugung von PoIaritatsimpulsen zur Identifizierung der Richtung jeder solchen Änderung zum Digitalisieren der Eingangs signale,

    b) mit den Ausgangssignalen der einzelnen Deltamodulatoren

    und mit den Probeentnahmeimpulsen einzeln verbundene

    eines

    Einrichtungen zur Erzeugung Impulses in einer getrennten Leitung für jeden Informationsimpuls während einer getrennten Probeentnahmeperiode aus einer Mehrzahl von Perioden, die einen Zeitrahmen bilden,

    c) eine Einrichtung, die Gruppen der getrennten Leitungen zusammenfaßt und eine logische Schaltung aufweist, die an getrennten Schienen für jede Kombination von Zuständen in den zusammengefaßten Leitungen für jede Probeentnahmeperiode in dem Zeitrahmen ein Ausgangs— signal erzeugt,

    d) eine Speicher- und Ausgabeeinrichtung, die in jeder der Schienen eingeschaltet ist, zum Verlängern eines Signals an dieser Schiene auf die vollständige Dauer des Zeitrahmens,

    e) eine Adressenzuprdnungsmatrix mit Zeilen und Spalten, von denen die ersteren derart geschaltet sind, daß sie Matrix-Synchronisiersignale erhalten,die sich zu einem Zeitrahmen addieren,und deren letztere mit den Schienen Verbunden sind, und mit Ausgangsleitungen, die durch einzigartige Adressensignale erregbar sind, die

    -47-409849/0758

    als Folge des Zusammentreffens vorherbestimmter Matrix-Synchronisiersignale und der Erregung einer Schiene auftreten, und

    f) eine Einrichtung zum Erzeugen mehrerer unterschiedlicher feststehender Frequenzen, die mit den Matrixaus gangsJsLtungen verbunden sind, zur Erzeugung von Frequenzstößen zu bestimmten Zeiten als adressierte Nachricht, die auf die Ausgangsklemme aufgegeben wird.

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