DE2626122A1 - Anordnung zum verarbeiten von hilfssignalen in einem frequenzmultiplex-uebertragungssystem - Google Patents
Anordnung zum verarbeiten von hilfssignalen in einem frequenzmultiplex-uebertragungssystemInfo
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Description
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Arr„u.,. T /ζ J _ WIJ/FF
'' ,^'..,pi-fP^.S-sM' 1-6-1976
"Anordnung zum Verarbeiten von Hilfssignalen in einem
Frequenzmultiplex-Uebertragungssystem"
(Α) Hintergrund der Erfindung.
(Al) Gebiet der Erfindung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Verarbeiten angebotener Hilfssignale in Form räumlich
getrennter Signalisierungssignale und Pilotsignale für eine gegebene Anzahl Hauptinformatxonssxgnale zum
Ueberträgen dieser Hilfssignale zusammen mit den Hauptinformationssignalen
in einem FDM-Format.
Auch bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zum Verarbeiten von Hilfssignalen einer gegebenen
Anzahl Hauptinformatxonssxgnale zum räumlichen
Trennen und Zurückgewinnen dieser Hilfssignale in Form von SignalisierungsSignalen und Pilotsignalen, die zusammen
mit den Hauptinformationssignalen in einem FDM-Format
angeboten werden.
(A2) Beschreibung des Standes der Technik.
Bekanntlich ist ein FDM-Signal für Sprachsignale
aus einer Anzahl FDM-Kanäle aufgebaut, die je eine. Bandbreite von h kHz beanspruchen. In jedem dieser
Kanäle gibt es einen Sprachkanal zur Uebertragung
eines Sprachsignals. Dieser Sprachkanal hat dabei eine Bandbreite von 3»IkHz und der Abstand zwischen zwei
aufeinanderfolgenden Sprachkanälen im FDM-Signal beträgt
900 Hz. Die jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Sprachkanälen vorhandenen Frequenzräume
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von 900 Hz, werden zur Uebertragnng von Signalisierungssignalen
und gegebenenfalls Pilotsignalen benutzt. Insbesondere wird dazu jedem Sprachkanal ein Hilfskanal
zugeordnet zur Uebertragung der zu diesem Sprachkanal gehörenden SignalisierungHsignale. Es sei bemerkt, dass
die Bandbreite derartiger Signalisierungssxgnale nicht mehr als einige zehn Herz (beispielsweise 20 Hz) beträgt
Die obenstehend beschriebene Lage der Signalisierungssxgnale
gegenüber dem zugehörenden Sprachsignal wird als "ausserhalb-des-Bandes-Signalisierung" bezeichnet.
Dies im Gegensatz zur sogenannten "innerhalbdes-Bandes-Signalisierung",
wobei die Signalierungssignale innerhalb des Frequenzbandes des Sprachsignale
liegen.
Die in der Praxis angewandten Signalierungssignale
sind alle in Form einer Reihe von Impulsen mit einer Wiederholungsfrequenz von beispielsweise 10 Hz.
Damit diese Signale in den Hilfskanälen des FDM-Signals
untergebracht werden können, wird jedes dieser Signalisierungssxgnale mit Hilfe eines Tiefpassfilters gefiltert
und danach einem Träger mit einer geeignet gewählten Frequenz aufmoduliert. Damit umgekehrt aus einem
angebotenen FDM-Signal die Signalierungssignale wieder
räumlich getrennt und in Basisbandlage verfügbar werden, wird das FDM-Signal einer Anzahl paralleler Kanäle
zugeführt. In jedem dieser Kanäle wird das FDM-Signal mit einem Träger einer geeignet gewählten Frequenz
demoduliert. Aus jedem der auf diese Weise erhaltenen
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demodulierten Signale wird wieder mit Hilfe eines Tiefpassfilters ein Signalierungssignal gewählt. Zur
guten Wirkung der beiden Anordnungen sollen die Grenzfrequenzen der verwendeten Tiefpassfilter niedrig
sein, beispielsweise 50 Hz. Dies führt jedoch zusehr
grossen und aufwendigen Filtern.
Zusammen mit den Signalierungssignalen werden mit einem FDM-Signal ein oder mehrere Pilotsignale
mitübertragen. Für eine primäre FDM-Gruppe, die im Frequenzband von 60 - 108 kHz liegt, werden ein oder
mehrere Pilotsignale mit den Frequenzen von 84,080 kHz, 84,14O kHz beziehungsweise 1O4,8O kHz untergebracht.
Von einem derartigen Pilotsignal wird beispielsweise an der Empfangseite des FDM-Uebertragungssystems der
Pegel zur automatischen Stärkenregelung der Sprachsignale benutzt. Wegen der Genauigkeit, die für diese
Stärkenregelung erforderlich ist, müssen von diesen Pilotsignalen die Frequenz sowie die Amplituden sehr
stabil sein, während empfangsseitig'im FDM-Uebertragungssystem
äusserst selektive Filter verwendet werden müssen, damit diese Pilotsignale aus dem FDM-Signal
gewählt werden. So hat beispielsweise ein derartiges Filter eine Bandbreite von 20 Hz, wobei die Zwischenfrequenz
dieses Filters mit der Pilotfrequenz zusammenfällt. In der Praxis werden zum Erzeugen der Pilotsignale
Quarzoszillatoren verwendet, während zum Wählen der Pilotsignale aus dem FDM-Signal sehr kostspielige
Quarzfilter verwendet werden.
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In der Praxis bedeutet das obenstehende, dass etwa kO°/>
der Kosten eines FDM-Multiplex- oder Demultiplexanordnung
durch die notwendige Uebertragung von SignalierungsSignalen und Pilotsignalen bestimmt wird.
(Β). Zusammenfassung der Erfindung.
Die Erfindung bezweckt eine andere Konzeption der eingangs beschriebenen Anordnungen zu schaffen,
womit eine wesentliche Kostenverringerung erhalten wird.
Auch bezweckt die Erfindung Anordnungen zu schaffen, die völlig in digitaler Technik ausgebildet
werden können.
Die Anordnung zum Verarbeiten angebotener räumlich getrennter Hilfssignale in Form räumlich getrennter
Signalierungssignale für eine gegebene Anzahl
Hauptinformationssignale zum Uebertragen dieser Hilfssignale zusammen mit den HauptinformationsSignalen
in einem FDM-Format, wobei diese Anordnung mit einer Anzahl Eingangskreisen die der Anzahl Hauptinformationssignale
entspricht und mit einem Ausgangskreis versehen ist, enthält nach der Erfindung:
- Mittel zum Digitalisieren der Hilfssignale,
- Mittel die mit den genannten Digxtalisierungsmitteln gekoppelt sind und zwar zum Begrenzen der Bandbreite
jedes der Hilfssignale,
- eine Digitalfilterbank, der die genannten digitalen
Hilfssignale zugeführt werden und die eine für jedes der Hilfssignale kennzeichnende Banddurchlasskennlinie
aufweist, deren Zwischenfrequenz mit der des Hilfs-
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kanals für das betreffende Hilfssignale zusammenfällt.
Die Anordnung zum Verarbeiten von HilfsSignalen in Form von Signalierungssignalen einer gegebenen Anzahl
Hauptinformationssignale zum räumlichen Trennen
und Zurückgewinnen dieser Signalierungssignale, die
zusammen mit den Hauptinformationssignalen in einem FDM-Format angeboten werden, wobei diese Anordnungen
mit einem Eingangskreis versehen ist, dem das genannte FDM-Signal zugeführt wird, sowie mit einer Anzahl Ausgangskreisen,
die der Anzahl Hauptinformationssignalen entspricht, enthält nach der Erfindung:
- Mittel zum Digitalisieren des FDM-Signals,
- eine erste Digitalfilterbank, der das genannte digitalisierte FDM-Signal zugeführt wird und die eine
für jedes der Signalierungssignale kennzeichnende Banddurchlasskennlinie aufweist, wobei die Zwischenfrequenz
eines des Durchlassbänder mit der Zwischenfrequenz des betreffenden Hilfskanals zusammenfällt,
- eine zweite Digitalfilterbank, der die digitalen Ausgangssignale
der ersten Digitalfilterbank zugeführt werden und die für jedes der Hilfssignale eine Tiefpasskennlinie
aufweist.
Untenstehend wird die erstgenannte Anordnung, die dazu eingerichtet ist, die räumlich getrennten
Signalierungssignale in ein FDM-Format zu bringen, als FDM-Modulationsanordnung bezeichnet. Die zweite
Anordnung, die zum Rückgewinnen und räumlichen Trennen in einem FDM-Format angebotener Signalierungssignale
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eingerichtet ist, wird als FDM-Demodulationsanordnung
bezeichnet.
In einer Ausführungsform ist in der FDM-Modulationsanordnung die Abtastfrequenz der Hilfssignale
gleich der Kanalsignalbandbreite von h kHz. Weiter werden die Digitalfilterbänke in den FDM-Modulations-
und Demodulationsanordnungen hauptsächlich durch die Kaskadenschaltung eines diskreten Fourier-Transformators
und eines Polyphasennetzwerkes gebildet. In dieser Ausführüngsform ist die Rechengeschwindigkeit in allen
Rechenanordnungen gleich 4 kHz.
In einer anderen Ausfuhrungsform wird die
Rechengeschwindigkeit bei vielen Rechenanordnungen
wesentlich verringert und zwar dadurch, "dass die Hilfssignale mit einer wesentlich niedrigeren Abtastfrequenz
(mit beispielsweise 500 Hz) abgetastet werden.
In der FDM-Modulationsanordnung wird nun zwischen jedes
Polyphasennetzwerk und den dem Fourier-Transformator
entsprechenden Ausgang ein interpolierendes Filter aufgenommen und zwar zum Erhöhen der Abtastfrequenz. In
der FDM-Demodulationsanordnung wird zwischen jedes Polyphasennetzwerk und den betreffenden Ausgang des
Fourier-Transformators ein extrapolierendes Filter zum Verringern der Abtastfrequenz aufgenommen. In dieser
Ausführungsform arbeiten die Fourier-Transfprmatoren
und dadurch auch die zweite Digitalfilterbank mit einer niedrigen Rechengeschwindigkeit.
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(c) Kurze Beschreibung der Figuren.
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine FDM-Modulationsanordnung
bzw. eine FDM-Demodulationsanordnung nach der Erfindung;
In Fig. 3 ist das Spektrum des Multiplexsignals angegeben für eine Primärgruppe von 12 Fernsprechsignalen.
In. Fig. h zeigt das Diagramm ka. die Dämpfungskennlinie eines Tiefpassfilters und die Diagramme hh
bis einschliesslicl. 4f zeigen verschiedene Dämpfungskennlinien von Bandpassfiltern, die zusammen die Uebertragungskennlinie
einer Digitalfilterbank bilden: das Diagramm hg zeigt das Spektrum der multiplexbehandelten
Hilfssignale.
In Fig. 5 zeigt das Diagramm 5& das Spektrum
des Signals am Ausgang der Digitalfilterbank in der FDM-Demodulationsanordnung und das Diagramm 5t>
zeigt die Kennlinie des Filters zum Selektieren der Signalierungssignale.
Das Diagramm $c zeigt die Kennlinie des Filters zum Selektieren eines Pilotsignals.
In Fig. 6 ist eine Ausführungsform eines digitalen
Phasenscheibers angegeben.
Die Figuren 7 und 8 zeigen die FDM-Modulationsbzv.
Demodulationsanordnung einer Abwandlung der erfindungsgemässen
Anordnung.
(p) Beschreibung der Ausführungsbeispiele.
In Fig. 1 ist eine FDM-Modulationsanordnung nach der Erfindung dargestellt. Diese Anordnung ist zum
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Uebertragen von Regel- und SignalierungshilfsSignalen
eingerichtete, die einer Gruppe im Frequenzmultiplex zu übertragender Fernsprechsignale zugeordnet werden.
Untenstehend wird vorausgesetzt, dass das FDM-Signal durch eine Primärgruppe aus 12 Fernsprechsignalen gebildet
wird.
Das Spektrum einer derartigen Primärgruppe ist in Fig. 3 dargestellt. Dieses Spektrum enthält die
Sprachkanäle T1 bis einschliesslich T19, die den 12
Fernsprechsignalen entsprechen und je ein Frequenzband-,
mit einer Breite von 3100 Hz beanspruchen. Diese Sprachkanäle liegen jeweils zwischen den Vielfachen von h kHz
im Frequenzband von 60 - 108 kHz. Die Intervalle I bis einschliesslich I1 ρ mit einer Breite von 900 kHz,
die ausserhalb der Sprachkanäle um die Vielfachen von
h kHz herum liegen, werden als Uebertragungskanäle für die Hilfssignale verwendet.
Zu diesen Hilfssignalen gehören die Signalierungssignale.
Dies sind logische Signale mit einer Eigenfrequenz von 10 kHz, die je einem Kanalsignal zum Versorgen
der Kommunikation in diesem Kanal zugeordnet sind. Damit die Signalierungssignale in die Intervalle
zwischen Sprachkanälen eingeführt werden können wird die Bandbreite jedes dieser Signalierungssignale auf
einige zehn Hz beschränkt, wonach die auf diese Weise begrenzten Signale einem Träger aufmoduliert übertragen
werden. In beispielsweise den sogenannten Gleichstromsignalierungssystemen
werden Trägerfrequenzen verwendet,
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die im Frequenzband .von 6k - 108 kHz liegen und die je
ein Vielfaches von h kHz sind. Diese Trägerfrequenzen sind in Fig. 3 durch die gezogenen Pfeile S1 bis einschliesslich
S1,, bezeichnet.
Einer Gruppe von Kanalsignalen werden zugleich ein oder mehrere Regelsignale in Form von Pilotsignalen
mit einer sehr stabilen Frequenz und einer sehr stabilen Amplitude zugeordnet. Diese Amplitude wird in
der FDM-Demodulationsanordnung zur automatischen Pegelregelung
der Sprachkanäle verwendet. In einer Primärgruppe von 12 Kanalsignalen mit Gleichstromsignalierung
wird ein Pilotsignal mit einer Frequenz von 84,14O Hz
verwendet. Dieses Pilotsignal ist in Fig. 3 durch den gezogenen Pfeil P bezeichnet. Aus Fig. 3 geht hervor,
dass im Interval Ig, das um die Frequenz von 84 kHz
herum liegt, ein Signalierungssignal und ein Pilotsignal
vorhanden ist.
In Fig. 1 sind die Quellen für logische Signalierungs signale durch Kontakte C1 bis einschliesslich
C12 dargestellt, die von einer Gleichspannung V gespeist
und mit einer Frequenz von 10 Hz durch in der Figur nicht näher bezeichnete Mittel betrieben werden. Das
Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Pilotsignalgenerator. Der Kreis 2, der an den Regel-und SignalierungsSignalen
Filter- und Trägermp.dulationsbearbeitungen durchführt, liefert die Hilfssignale in einem FDM-Format, das in
einem Verstärkeraddierer 3 dem von den Sprachsignalen S gebildeten Multiplexsignal überlagert wird, von
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welchem letzteren Signal vorausgesetzt wird, dass es durch in der Figur nicht dargestellte Mittel gebildet
wird. Das auf diese ¥eise gebildete Gesamtmultiplexsignal der Sprachkanäle und der Hilfssignale wird über die
Leitung k übertragen.
Die FDM-Demodulationsanordnung aus Fig. 2 ist
mit einem Verstärker 5 versehen, dem das über die Leitung 4 übertragene FDM-Signal zugeführt wird. Dieser
Verstärker 5 hat einen" veränderlichen Verstärkungsfaktor und wird vom empfangenen Pilotsignal gesteuert, das
der Steuerklemme 6 dieses Verstärkers zugeführt wird. Das FDM-Signal das am Ausgang des Verstärkers 5 auftritt,
wird einerseits der Klemme 7 zur räumlichen Trennung der Sprachkanäle auf eine Art und Weise, die in Fig.
2 nicht näher angegeben ist, zugeführt. Auch wird dieses FDM-Signal einem Kreis 8 zugeführt, in dem die
Demodulations- und Filterbearbeitungen durchgeführt werden und zwar zur räumlichen Trennung der empfangenen
Hilfssignale. Die Signalierungssignale werden den Leitungen
I1 bis einschliesslich 1 _ entnommen und zum
Inbetriebsetzen der Kontakte C1.. bis einschliesslich
C'1? benutzt, die den Kontakten C1 bis einschliesslich
C1P aus Fig. 1 entsprechen. Das ausgesendete Pilotsignal
wird der Leitung 1 entnommen um der Steuerklemme 7
des Verstärkers 6 zugeführt zu werden.
Zur Zeit werden noch immer in Frequenzmultiplexübertragungssystemen
die Filter- und Modulationsbearbeitungen sowie die Demodulations- und Filterbear-
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-4Λ- .PHF. 75550
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beitungen für die Hilfssignale mit analogen Signalverarbeitungstechniken
durchgeführt. Wie bereits erwähnt
sind diese Anordnungen dadurch gross bemessen und aufwendig. Die Anordnung nach der Erfindung ermöglicht es,
diese Nachteile weitgehend zu verringern.
Die FDM-Mc-dulationsanordnung nach der Erfindung
(Fig. 1) enthält dazu Mittel zum Erzeugen digitaler Signale, die den Hilfssignalen im Basisband entsprechen.
Was die Signalierungssxgnale anbelangt, werden diese Mittel durch eine Steueranordn- ig 9 und einen
Speicher 10 gebildet. Der Steueranordnung 9 werden die Signalierungssxgnale S1 bis einschliesslich si? zugeführt.
Wie bereits erwähnt wurde, werden diese Signalierungssxgnale durch Reihen von Impulsen bezeichnet,
die mit einer Frequenz von 10 Hz auftreten. Zum Einführen dieser Signale in die Intervalle zwischen den
Sprachkanälen ist es notwendig, diese Signale zu filtern, damit ihre Bandbreite auf einige zehn Herz beschränkt
wird. Dies könnte mit Hilfe digitaler Tiefpassfilter vorgenommen werden, die eine geeignet gewählte Sprungsignalantwort
haben. In Fig. 1 wird diese Filterbearbeitung auf eine einfachere Weise durchgeführt. Im
Speicher 10 werden in digitaler Form die Abtastwerte der Stopstossantwort des erforderlichen Tiefpassfilters
gespeichert. Infolge jedes der Signalierungsimpulse werden von der Steueranordnung 9 Abtastwerte der Stopstossantwort
aus dem Speicher 10 auf eine Art und Weise ausgelesen, die an Hand der Fig. 9 noch näher erläutert
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wird. lasbesondere liefert ein Signalierungsimpuls am
Eingang S1 der Steueranordnung eine Reihe von Abtastwerten
am Ausgang b1 dieses Speichers 10, ein Signalierungsimpuls
am Eingang S^- eine Reihe von Abtastwerten
am Ausgang b,- usw. Die Frequenz, mit der die Abtastwerte
der Stopstossantwort beispielsweise am Ausgang b des Speichers 10 auftreten, wird durch die Zeitbasis
11 bestimmt.
Das Pilotsignal, das im FDM-Signal untergebracht werden muss und beispielsweise eine Frequenz von
84,14O Hz hat, wird dadurch erhalten dass von einem
Basisbandpilotsignal s mit einer Frequenz von 1-40 Hz ausgegangen wird. Dieses Signal wird in digitaler Form
vom Generator 1 geliefert. Dieser Generator wird beispielsweise durch eine ROM gebildet, in dem die Abtastwerte
eines sinusförmigen Signals mit einer Frequenz von 14O Hz in digitaler Form gespeichert sind. Diese
Abtastwerte werden mit einer Frequenz ausgelesen, die von der Zeitbasis 11 bestimmt wird.
Damit dieses Pilotsignal in dem FDM-Signal untergebracht werden kann, enthält die Anordnung nach Fig.
1 weiter eine Addierschaltung 12, von der ein Eingang an den Ausgang a,- des Speichers 10 angeschlossen ist
und von der der andere Eingang an den Ausgang des Speichers 1 angeschlossen ist. Das Signalierungssignal
s^ und das Pilotsignal s sind Hilfssignale, die in
demselben Kanal übertragen werden müssen. Insbesondere werden diese Signale im Intervall Ig aus Fig. 3 über-
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tragen. Am Ausgang des Addierers 12 tritt auf diese Weise das digitale Signal s,- + s auf.
Die FDM-Modulationsanordnung aus Fig. 1 enthält weiter eine Digitalfilterbank 13 zum in FDM-Format
bringen der Hilfssignale. Insbesondere enthalten die 12
Intervalle I ... I12 auf Fig. 3 bzw. die digitalen
Signale S1, ..., s,- + s , ... s1?. Die Filterbank 13
hat eine Uebertragungskennlinie, die durch Bandpasskennlinien
gebildet wird, deren Zwischenfrequenzen, die mit denen der Hilfskanäle zusammenfallen, leder
in den Hilfssignalen untergebracht sind. Diese Kennlinien werden von der Kennlinie eines Tiefpassfilters
abgeleitet , das zur Uebertragung der Hilfssignale im
Basisband sorgt.
Die Dämpfungskennlinie dieses Tiefpassfilters
ist im Diagramm 4a_ aus Fig. 4 dargestellt. Aus dieser
Kennlinie geht hervor, dass in der Nähe der Frequenz 0 eine sehr geringe Dämpfung auf ein Signalierungssignal
ausgeübt wird. Dieses Signalierungssignal mit einer Bandbreite von beispielsweise 50 Hz ist in diesem
Diagramm ha. durch ein schraffiertes Dreieck dargestellt. Zugleich sind in diesem Diagramm 4a die beiden Basisbandpilot
signale mit den Frequenzen Hh AhO Hz durch zwei
Pfeile angegeben. Wie aus diesem Diagramm ha. hervorgeht, ist der Dämpfungsverlauf des Filters für alle Vielfachen
von h kHz unendlich hoch.
DerDämpfungsverlauf der jeweiligen Bandpasskennlinien der Filterbank 13 ist in den Diagrammen 4b
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bis einschliesslich 4f_ dargestellt. Die Kennlinien der
Diagramme 4b_, 4£, . . . 4d. . . . 4e_, 4f_ werden aus der
Kennlinie 4a durch Verschiebungen über 12 χ 4 kHz,
11 χ 4 kHz, ... 7x4 kHz, ... 2 x,4 kHz, bzw. 1x4
kHz erhalten.
In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist die Abtastfrequenz der Filterbank I3 zugeführter Signale
gleich 4 kHz und diese Filterbank ist auf die Art und Weise verwirklicht worden wie diese in der
-deutschen Offerilegungsschrift- 23 29 337 und in der
deutschen Offenlegungsschrift 24 55 754
beschrieben worden ist. Insbesondere v/erden die 12 digitalen Signale s.. , ..--.. s,- + s , ... S12 den
Eingängen b bis einschliesslich b „ eines inversen
diskreten Fourier-Transformators 14 zugeführt. Der
Fourier-Transformator 14 ist mit 28 reellen Ausgängen
do bis einschliesslich d versehen und die digitalen
Signale an diesen Ausgängen werden den 28 Zweigen eines Polyphasennetzwerkes zugeführt. Jeder Zweig enthält
in Kaskade einen digitalen Phasenschieber Tn* ί λ
... γ r>ry und eine Verzogerungs schaltung R , R ... R07·
Diese Verzögerungsschaltungen R , R ... R?7 sorgen
27 1 für die jeweiligen Verzögerungen 0, ^g T>
··· ~2R T =
. Die digitalen Phasenschieber 4^oj ψΛ ··· 7 p7
haben eine sägezahnförmige Phasen-Frequenzkennlinie,
τ deren Neigungen im Absolutwert denen der Phasenfrequenzkennlinien
der mit diesen Phasendrehern kaskadegeschalteten
Verzogerungsschaltungen R , R , ... R entsprechen
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fieren Richtung jedoch entgegengesetzt ist. Alle digitalen
Phasenschieber haben dieselbe Amplituden-Frequena·
kennlinie und diese entspricht der im Diagram 4a dargestellten
Amplituden-Frequenzkennlinie des Basisfilters. Die Ausgänge der 28 Zweige des Polyphasennetzwerkes
sind alle mit der Ausgangsleitung 15 der
Digitalfilterbank 13 verbunden. ¥ie in der obengenannten
Patentschrift und in der genannten Patentanmeldung eingehend erläutert wurde, wird am Ausgang 15 in
digitaler Form ein Multiplexsignal erhalten, das derart betrachtet werden kann, als sei es durch Abtastung
jedes der 12 digitalen Eingangssignale S1, S?, ...
S/- + S1n, ... S11, S12 erhalten worden und zwar mit
einer Frequenz von 4kHz, danach durch digitale Filterung
dieses digitalen Signals mittels eines Digitalfilters mit einer Frenzfrequenz von 50 Hz und weiter
durch Selektion dieser Spektrumwiederholungen, die die gewünschte Lage haben. Dieses Selektieren kann als das
Filtern mit den in Fig. h dargestellten Kennlinien 4b_,
hc_ . . . 4e_, 4f_ betrachtet werden. Auf diese Art und
Weise wird ein Multiplexsignal mit einer Abtastfrequenzvon h χ 28 = 112 kHz erhalten. Das Spektrum dieses
Multiplexsignals im Band mit der Frequenz 0 bis zu halben Abtastfrequenz 56 kHz ist im Diagram hg dargestellt.
Es enthält, die Spektren der 12 Signalierungssignale
s. bis einschliesslich s1? um die 12 Frequenzen
herum, die je ein Vielfaches von h kHz sind und ein Pilotsignal bei der Frequenz 28 kHz - 14O Hz.
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Das Ausgangssignal des Polyphasennetzwerkes
13 kann nun auf einfache Weise in ein FDM-Signal üblichen Aufbaus umgewandelt werden. Dazu wird dieses
digitale FDM-Signal mit Hilfe des Digital-Analog-Fandlers
16 in ein analoges Signal umgewandelt. Bekanntlich besteht das Spektrum dieses Signals aus dem
ursprünglichen Spektrum und ¥iederholungen dieses Spektrums
um Vielfache der Abtastfrequenz von 112 kHz.
Mit Hilfe des Bandpassfilters 17 wird das Basisband von 64 - 108 kHz selektiert. In diesem Band liegen nun
die Spektren der 12 Signalierungssignale in einer Reihenfolge, die gegenüber der des Diagramms 3g 'umgekehrt
ist und das Pilotsignal mit der gewünschten Frequenz von 84S14O kHz, wie in Fig. 3 angegeben ist.
Die in Fig. 2 dargestellte FDM-Demodulationsanordnung
enthält den Kreis 8, der zur räumlichen Trennung und Rückgewinnung der Hilfssignale, die in
einem FDM-Format angeboten werden, bestimmt ist. Dieser Kreis 8 enthält eine Abtastanordnung 18, die unter
Ansteuerung eines Ortstaktgenerator 19, der Abtastimpulse
mit einer Frequenz von 112 kHz erzeugt, das übertragene Multiplexsignal abtastet. Es sei bemerkt,
dass das der Abtastanordnung 18 zugeführte Multiplexsignal die Sprachkanäle sowie die Hilfskanäle enthält.
Mit Hilfe des Analog-Digital-¥andlers 20 wird das abgetastete Signal in ein digitales Signal umgewandelt.
Dieses digitale Signal wird über die Eingangsleitung
21 der Digitalfilterbank 22 zum Trennen der 12 Hilfs-
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kanäle zugeführt. Diese Filterbank ist wieder auf* die Art und Weise aufgebaut, wie in der obengenannten U.S.
Patentschrift und in der französischen Patentanmeldung eingehend beschrieben wurde und enthält Elemente, deren
Wirkungsweise der der Filterbank I3 der FDM-Modulationsanordnung
entgegengesetzt ist. Diese Filterbank 22 enthält einen Reihen-Parallelwandler 23 mit 28 Ausgängen,
der an jedem Ausgang digitale Signale liefert, deren Kodeworte mit k kHz auftreten. Diese Ausgänge
sin'' mit den 28 Zweigen eines Polyphasennetzwerkes verbunden.
Jeder Zweig enthält in Kaskade eine Verzögerungsschaltung R1 , R1 ... R1 mit den Verzögerungszeiten
1 27 1
von 0, 2g· T, ... -jjig T, wobei T = ist und einen
digitalen Phasenschieber 4^O' 4^*1 '·' ^" 27
einer sägezahnfrmigen Phasen-Frequenzkennlinie. Auch
nun entspricht die Neigung einer Phasen-Frequenzkennlinie in ihrem Absolutwert der Phasen-Frequenzkennlinie
der zugehörenden Verzögerungsschaltung R1 , R1 oder
das Vorzeichen ist entgegengesetzt. All diese
digitalen Phasenschieber haben dieselbe Amplituden-Frequenzkennlinie
und diese entspricht wieder der im Diagramm 4a dargestellten Amplituden-Frequenzkennlinie
des Basisfilters. Die Signale an den Ausgängen der Phasenschieber If · bis einschliesslich ty ' _ werden
den Eingängen d1 bis einschliesslich d' ~ eines diskreten
Fourier-Transformators 2k zugeführt, der 12 komplexe Paare von Ausgängen enthält, die durch b'
bis einschliesslich b'12 bezeichnet sind.
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Wie in der genannten Patentschrift und in der genannten Patentanmeldung eingehend beschrieben wurde,
können die Ausgangssignale, die an den Ausgängen b'
bis einschliesslich b· „ des Fourier-Transformators
24 auftreten, derart betrachtet werden, als seien sie durch Filtern des Multiplexsignals mit Filtern, deren
Durchlasskennlinien in den Diagrammen 4b bis einschliesslich 4f_ dargestellt sind und durch darauffolgendes
Demodulieren dieser Signale zum Basisband erhalten worden. Diese Basisbandsignale sind nun digitale Signale,
die mit einer Frequenz von 4 kHz abgetastet worden sind.
Es sei bemerkt, dass obschon den Eingängen b bis einschliesslich b „ des Föurier-Transformators 14
der FDM-Modulationsanordnung reelle Hilfssignale zugeführt
werden, der Fourier-Transformator 24 der FDM-Demodulationsanordnung
notwendigerweise komplexe Signale liefert, denn durch das Uebertragungsmittel werden
Phasenverschiebungen eingeführt, die nicht für alle Signale gleich sind.
Das Spektrum der Signale, die in digitaler Form an den jeweiligen Ausgängen des Fourier-Transformators
24 auftreten, ist in der Nähe der Nullfrequenz im Diagramm 5a aus Fig. 5 dargestellt. Für alle Ausgänge
b' bis einschliesslich b' p enthält dieseS-Spektrums
das Spektrum eines Signalierungssignals, das durch das
schraffierte Dreieck dargestellt wird, das um die Nullfrequenz herumliegt und das Spektrum der Sprachsignale
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der angrenzenden Kanäle. Diese Sprachsignale sind durch
die nicht so schwere Filterung in der Filterbank 22 nicht nennenswert gedämpft. Denn diese Filterung wird
mit der im Diagramm 4a_ dargestellten Kennlinie des
Basisfilters durchgeführt und beabsichtigt hauptsächlich das Trennen der Hilfskanäle. Das Spektrum der Fernsprechsignale
wird durch die beiden doppelt schraffierten Teile, die sich über der Frequenz von 3000 Hz für
den obersten Fernsprechkanal und unter der Frequenz -600 Hz für den untersten Fernsprechkanal erstrecken,
dargestellt. Das Spektrum des Signals am Ausgang b'g
enthält weiter ein Pilotsignal mit einer Frequenz von 14O Hz, wie in Fig. 5a dargestellt ist.
Damit die Signalierungssignale von den benachbarten Sprachsignalen völlig getrennt werden, sind
digitale Tiefpassfilter F1 bis einschliesslich F12 an
alle Paare von Ausgängen b' bis einschliesslich b' ?
des Fourier-Transformators 2h angeschlossen. Diese Filter arbeiten an komplexen Signalen und werden aus
zwei Filterzellen zusammengestellt, die in der Figur nicht getrennt dargestellt sind, die aber den reellen
Teil und den Imaginärteil der komplexen Signale verarbeiten. Die Frequenzdämpfungskennlinie jeder Zelle
hat den im Diagramm 5^ dargestellten Verlauf. Jede Zelle kann als Filter zweiter Ordnung verwirklicht
werden.
Zum Erhalten des Pilotsignals mit der Frequenz von 14O Hz ist weiter ein Bandpassfilter F mit dem
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Ausgängepaar bV des Fourier-Transformators 2k verbunden,
* ο
Dieses Filter F ist ebenfalls von zwei nicht in Ein-
zelheiten dargestellten Filterzellen gebildet, die den
reellen Teil und den imaginären Teil des Komplexsignals an dem Ausgängepaar b' ^- bewirken. Die Frequenzdämpfungskennlinie
dieses Filters F hat den im Diagramm Jjc dargestellten
Verlauf. Das Durchlassband dieses Filters ist um 1hO Hz zentriert und hat eine Bandbreite in der
Grössenordnung von 20 Hz.
An den Ausgängen der Signalierungsfilter F1
bis einschliessliche F treten in digitaler Form komplexe
Signale auf, die den empfangenen Signalierungssignalen entsprechen. Zum Inbetriebsetzen der Kontakte
C' bis einschliesslich C'p sind jedoch nur die Amplituden
dieser Signale notwendig. Die Ausgängepaare der Filter F bis einschliesslich F „ werden dazu mit
Detektionsanordnungen D1 bis einschliesslich D12 verbunden,
die als Ausgangssignal je die Modulen des komplexen
Ausgangssignals des vorhergehenden Filters liefern. Derartige Detektionsanordnungen sind bereits
in einem Artikel von Blaser und Braun "Schnelle digitale Amplitudenbildung von Quadraturpaaren" Seiten 20
bis 26, erschienen in der Zeitschrift AGEN- Zürich,
Nr. 17, Dezember 197^ beschrieben worden. An den Ausgangen
1.. bis einschliesslich 1 - der Detektionsanordnung D1 bis einschliesslich Dp treten auf diese Weise
logische Signale auf zur Steuerung der Signalierungskontakte C' bis einschliesslich C'p.
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Weil auch, zum Regeln des Pegels des Eingangs-FDM-Signals
nur die Amplitude des Pilotsignals verwendet wird, ist eine Detektionsanordnung D mit dem
Ausgang des Pilotfilters F verbunden. Diese Anordnung D liefert ein digitales Signal, das einem Analog-Digital-Wandler
25 zugeführt wird. Dieser letztere liefert an der Leifctmg 1 das Regelsignal zur Steuerung
der Verstärkung des Verstärkers S.
Das digitale System nach der Erfindung zur Uebertragung der Hilfssignale ν ist wesentliche Vorteile
gegenüber den bisher verwendeten analogen Systemen auf. So sind beispielsweise in der FDM-Modulationsanordnung
die analogen Tiefpassfilter zur Beschränkung der Bandbreite der Signalierungssignale völlig forgefallen.
Diese Filterfunktion wird nun vom Speicher verwirklicht, in dem die Koeffizienten für alle Signalierungssignale
gespeichert sind. Das Pilotsignal im Basisband (ΐ4θ Hz) wird ebenfalls vnn einem Speicher
1 geliefert. Die Umwandlung des Pilotsignals in die endgültige Frequenz (84,ΐ4θ Hz) im Multiplexsignal wird
gleichzeitig mit der Umwandlung der Signalierungssignale mit Hilfe der digitalen Filterbank I3 durchgeführt.
Im beschriebenen System ist es äusserst einfach, ein Pilotsignal mit anderer Frequenz als 84,ΐ4θ
ν kHz zu verwenden. Wird ein Pilotsignal mit einer
Frequenz von 84,080 kHz erwünscht, so reicht es aus, die Koeffizienten des Speichers zu ersetzen. Um von
der Frequenz 84,080 kHz auf die Frequenz von 1θ4,84θ kHz
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^überzugehen reicht es aus, die Addieranordnung 12 an
einen anderen Eingang 12 (h ^) des Pourier-Transformators
lh anzuschliessen.
In der FDM-Demodulationsanordnung ist die Verwendung
gross bemessener Analogfilter zum Selektieren der Signalierungen vermieden worden, während zugleich
keine schwer zu verwirklichende und aufwendige Quarzfilter mehr notwendig sind zum Selektieren der Pilotsignale.
Die digitalen Filterverarbeitungen, die durchgeführt
werden um die Hilfssignale räumlich zu trennen und in Basisbandlage zu bringen, lassen sich einfach
verwirklichen und werden in zwei Schritten durchgeführt.
In einem ersten Schritt, der in der Digitalfilterbank 24 durchgeführt wird, werden die Hilfskanäle getrennt
und die Signale in diesen Kanälen in Basisbandlage .gebracht. In einem zweiten Schritt, der in den Filtern
F1 bis einschliesslich F12 und im Filter F durchgeführt
wird, werden die Signalierungssignale von den Pilotsignalen und den Sprachkanälen getrennt. Weil
diese Digitalfilter F1 bis einschliesslich F und
F zum Bearbeiten von Niederfrequenzsignalen eingerichtet sind, lassen sie sich einfach verwirklichen.
Letzteres gilt insbesondere für das Pilotfilter F , das um 14O Hz zentriert ist und eine Bandbreite von
20 Hz hat.
Wie bereits erwähnt, werden an die Digitalfilterbänke 13 und 22 keine hohen Anforderungen gestellt.
Die digitalen Phasenschieber ^ bis einschliesslich ^ p
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und ^'n bis einschliesslich ^' 7 können deswegen auf
besonders einfache Weise verwirklicht werden. In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Phasenschiebers
dargestellt. Dieser Phasenschieber ist vom herkömmlichen nicht rekursiven Typ, in dem zwei Koeffizienten
benutzt werden. An den Eingang 60 dieses Phasenschiebers sind in Kaskade zwei Verzögerungsschaltungen 61 und 62 angeschlossen. An die Ausgänge
von 61 und 62 sind Multiplizierer 63 und 64 angeschlossen
mit Koeffizienten k und k , die ,der Dämpfungskennlinie
des Phasenschiebers entsprechen. Die Ausgänge der Multiplizierer 63, 64 sind mit den Eingängen der Addierschaltung
65 verbunden, deren Ausgang den Ausgang des Phasenschiebers bildet.
In den bisher beschriebenen FDM-Modulationsanordnungen
nach der Erfindung werden der Digitalfilterbank 13 digitale Signale mit einer Abtastfrequenz
von h kHz, d.h. dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Kanalsignalen zugeführt; auf dieselbe Art und Weise liefert die Digitalfilterbank 22 der FDM-Demodulationsanordnung
digitale Signale mit einer Abtastfrequenz von ebenfalls h kHz, die mit k kHz abgetastet
werden. Dadurch werden in diesen Filterbänken von allen Rechenanordnungen, wie den Fourier-Transformatoren
14 und '.2k und den Phasenschiebern γ bis
einschliesslich γ _,τ' bis einschliesslich 7 ' 0-7
Berechnungen mit einer Geschwindigkeit von k kHz durchgeführt.
Auch in den Digitalfiltern F1 bis einschliess-
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lieh F1p und Fr- müssen dadurch Berechnungen durchgeführt
werden mit einer Geschwindigkeit von k kHz. Bekanntlich
ist es zur Verwirklichung digitaler Anordnungen immer günstig insbesondere zu ihrer Integration,
die Anzahl pro Sekunde durchzuführender Berechnungen möglichst zu verringern.
In den Figuren 7 und 8 sind eine Abwandlung der FDM-Modulations- und FDM-Demodulationsanordnung
aus Fig. 1 bzw. 2 dargestellt, mit denen eine wesentliche Verringerung der Anzahl Berechnungen pro Seiende
erhalten wird. In diesen Figuren 7 und 8 sind der Fig. 1 bzw. Fig. 2 entsprechende Elemente mit denselben
Bezugszeichen angegeben. Zu einem guten Verständnis der in Fig. 7 und Fig. 8 angegebenen Anordnungen sei
erwähnt, dass die Abtastfrequenz der Basisbandhilfssignale
viel niedriger sein kann als k kHz. Denn die höchste Frequenz, die in diesen Hilfssignalen auftritt,
ist nicht viel höher als 50 Hz für die Signalierungssignale,
während das Pilotsignal eine Frequenz von 14O Hz oder 80 Hz hat. In den in den Figuren 7 und 8
angegebenen Anordnungen ist die Abtastfrequenz der Hilfssignale 500 Hz.
In der in Fig. 7 dargestellten FDM-Modulationsanordnung
werden nun den Eingängen b bis einschlieselich b des inversen Fourier-Transformators 14 digitale
Signale mit einer Abtastfrequenz von 0,5 kHz zugeführt. Diese Rechenanlage führt inverse Fourier-Berechnungen
mit einer Geschwindigkeit von 0,5 kHz
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durch. An den Ausgängen dn bis einscliliesslicli d
dieses Fourier-Transformators treten auf diese Weise
digitale Signale mit einer Abtastfrequenz von O,5 kHz
auf. Die Ausgangssignale des Fourier-Transformator 14
werden danach, je einem interpolierenden Filter zugeführt
und zwar zur Erhöhung der Abtastfrequenz. Dieses interpolierende Filter ist auf die Art und Weise aufgebaut,
wie es in der BT-OS 24 03 233 eingehend beschrieben wurde -und
enthält insbesondere drei Interpolationszellen in Kaskadenschaltung,
An bis einschliesslich A97, Bn bis
einschliesslich B?7, Cn bis einschliesslich C?_. Jede
Interpolationszelle ist ein Digitalfilter, das in der DT-OS 24 03 233 als Halbbandintefpolationsfilter
bezeichnet wird. Wie in der genannten Patentan— meltung angegeben ist, wird unter einem Halbbandinterpolationsfilter
ein Tiefpassfilter verstanden, das eine Grenzfrequenz hat, die der Hälfte der Eingangsabtastfrequenz
entspricht und das zum Liefern eines Digitalsignals mit einer Ausgangsabtastfrequenz eingerichtet
ist, die der doppelten Eingangsabtastfrequenz entspricht. In Fig. J sind die jeweiligen Abtastfrequenzen
angegeben, die an verschiedenen Stellen in der Schaltungsanordnung auftreten. Insbesondere beträgt
die Abtastfrequenz an den Ausgängen der Zellen An bis
einschliesslich A„v : 1 kHz; an den Ausgängen der Zellen
Bn bis einschliesslich B?_ beträgt diese Frequenz 2 kHz
und an den Ausgängen der Zellen Cn bis einschliesslich
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Cp_ h kHz. Die Digitalsignale an den Ausgängen der
Interpolationszellen C_ bis einschliesslich Cp7 werden
den selben Zweigen des Polyphasennetzwerkes wie in
Fig. 1 zugeführt, wobei diese Zweige durch die digitalen Phasenschieber IP bis einschliesslich γ
gebildet werden, wobei in Reihe mit diesen Phasenschiebern die Verzögerungsschaltungen R bis einschliesslich
Rp7 angeordnet sind. Diese Phasenschieber und
Verzögerungsanordnungen weisen genau dieselben Kennzeichen auf, wie die von Fig. 1 und ebenso wie in Fig.
1 beträgt die Geschwindigkeit der Berechnungen in den Phasendrehern h kHz. Am Ausgang 15 wird'auf diese Yeise
dasselbe FDM-Signal wie mit der Anordnung nach Fig. erhalten.
In der FDM-Deraodulationsanordnung nach Fig.
enthält die Digitalfilterbank 22 ebenso wie in Fig. an den Ausgängen des Reihen-Parallelwandlers 23 dieselben
Polyphasennetzwerkzweige, die mit je einer
Reihenschaltung aus einem R1 bis einschliesslich R1Q7
und einem digitalen Phasenschieber ^'n bis einschliesslich
7 fp7 versehen sind. Die Eingangsabtastfrequenz
der Verzögerungsschaltungen R'n bis einschliesslich R*7 und die Ausgangsabtastfrequenz des Phasenschiebers
7* f bis einschliesslich V'p7 beträgt h kHz. Die
Ausgänge der Phasenschieber &'n - ^'?7 sind an die
Eingänge der die Abtastfrequenz herabsetzenden Filter angeschlossen. Diese letztgenannten Filter, die auch
als "extrapolierende" oder "decimation"-Filter bezeich-
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net verden, sind auf die Art und Weise wie es eingehend
in der genannten deutschen OffenlegungS-schrift
2h 03 233 beschrieben worden ist» -Insbe«· sondere enthält auch nun jede dieser Filter drei
kaskadengeschaltete Zellen C1 bis einschliessD-ich
C'p7, B' bis einschliesslich B' ?, A' bis einschliesslich
A'_. Jede dieser Zellen ist in der genannten DT-OS 24 03 233 als Halbbandextrapolationsfilter
bezeichnet. Unter einem Halbbandextrapolationsfilter
vird ein Tiefpassfilter verstanden,
das eine Grenzfrequenz hat, die einem Viertel der Eingangsabtastfrequenz entspricht und zum Erzeugen
eines digitalen Signals mit einer Ausgangsabtastfrequenz,
die die Hälfte der Eingangsabtastfrequenz beträgt, eingerichtet ist. Wie in Fig. 8 angegeben, ist
die Ausgangsabtästfrequenz der Zellen C1 bis einschliesslich
C'.- 2 kHz. So ist die Ausgangsabtastfrequenz
der Zellen B1 bis einschliesslich B1
1 kHz und der Zellen A' bis einschliesslich A ' _ 0,5 kHz. Der Fourier-Transformator 2h vird nun mit
einer Geschwindigkeit von 0,5 kHz betrieben und an
den Ausgangspaaren b', ..., b'? dieses Fourier-Transf
ormators Zh beträgt die'Abtastfrequenz 0,5 kHz.
Die Selektionsfilter F - F1 für die Signalierungssignale
und das Selektionsfilter F für das Pilot-
■ p
signal werden nun mit einer Geschwindigkeit von 0,5
kHz betrieben.
Gegenüber den in den Figuren 1 und 2 angegebenen
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Anordnungen enthalten die Anordnungen .der Figuren 7
und 8 als zusätzliches Material die Interpolationszellen A, B, C bzw. die Extrapolationszellen C', B1,
A1. Wie in der genannten deutschen Offenlegungs-SChrift
2k 03 233 angegeben ist, können diese Zellen
auf besonders einfache Weise verwirklicht werden. Insbesondere kann jede Zelle aus einem einzigen Multiplizierer
und zwei Speichern aufgebaut werden, die zwei Verzögerungsschaltungen bilden. Wie jedoch aus
den in den Figuren 7 und 8 an verschiedenen Stellen
angegebenen Abtastfrequenzen hervorgeht, ist nun jedoch eine wesentliche Verringerung (um einen Faktor-8)
der Geschwindigkeit, mit der Berechnungen in den
beiden Fourier-Transformatoren Ik und 2k und in den
Trennfiltern F, bis einschliesslich F10 und F durch-1
12 p
geführt werden müssen, verwirklicht worden. Ausserdem
können diese Trennfilter weniger verwickelt sein; die Trennfilter für die Signalisierungssignale beispielsweise
können mit einem einzigen rekursiven Digitalfilter zweiter Ordnung statt mit einer Kaskadenschaltung
aus zwei rekursiven Digitalfiltern zweiter Ordnung verwirklicht werden. Es lässt sich darlegen,
dass in den Anordnungen der Figuren 7 und 8 gegenüber den Anordnungen in Fig. 1 und 2 eine Verringerung
der Anzahl Berechnungen pro Sekunde (hauptsächlich
Multiplikationen) um einen Faktor von etwa k aufweisen, wobei die Anzahl erforderlicher Speicher um nur einen
Faktor 2 erhöht wird.
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Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Steueranordnung 9 und des Speichers 10 ist in Fig. 9a. ein
Impuls eines Signalierungssignals angegeben. Diese Impulse treten mit einer Frequenz von 10 Hz auf. Die
Steueranordnung 9 und der Speicher 10 bezwecken den in Fig. 9a dargestellten jnpuls in eine Reihe binär
kodierter Abtastwerte umzuwandeln die mit einer Abtastfrequenz von h kHz oder 0,5 kHz auftreten und die
die gefilterte Version dieses Impulses kennzeichnen. Insbesondere werden im obenstehenden diese Impulse
mit Hilfe eines Filters filtriert das eine Grenzfrequenz von 50 Hz hat. Die gefilterte Version dieses Impulses
ist in Fig. 9^> durch die gestrichelte Kurve a dargestellt.
Zugleich sind in Fig. 9h eine Anzahl Abtastwerte dieses gefilterten Impulses angegeben, von welcher
Anzahl vier Stück durch b bezeichnet sind.
In Fig. 10 ist ein Ausfülirungsbeispiel der
Steueranordnung 9 und des Speichers 10 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel enthält die Steueranordnung
0 zwölf Eingangsleitungen, über die die Signalierungssignale
s - s12 zugeführt werden. Jede Eingangsleitung enthält einen Vorwärts-Rückwärtszähler 101-112,
die mit je einem Eingang CD und einem Eingang H versehen sind. Dem Eingang CD wird nun das betreffende
Signalierungssignal zugeführt und dem Eingang H Taktimpulse, die vom Taktimpulsgenerator 11 herrühren.
Wenn ein Signalierungsimpuls am Eingang CD eines Vorwärts-Rückwärtszählers
vorhanden ist, werden die über
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den Eingang H zugeführten Taktimpulse gezählt bis der
Zähler seine Maximalstellung erreicht hat, wonach weiter zugeführte Taktimpulse keine Aenderung in der
Zählersteilung verursachen. Verschwindet zu einem bestimmten Augenblick der,Signalisierungsimpuls am
Eingang CD des Zählers, so wird infolge der dann auftretenden Taktimpulse der Zähler rückwärts gezählt
bis er seine minimale Zählstellung erreicht hat, wonach weiter zugeführte Taktimpulse keine Aenderung der
Zählstellung mehr verursachen. Der Taktimpulsgeneratc-11
liefert nun die Impulse mit der gewünschten Abtastfrequenz; also mit einer Frequenz von 4 kHz oder 0,5 kHz.
Jedem der Zähler 101 - 112 ist ein Auskodierungsnetzwerk zugeordnet. Diese Netzwerke sind in
Fig. 10 durch die schraffierten Gebiete 113 - 124
angegeben, deren Ausgänge 125 - 136 dem Speicher
zugeführt werden. An diesen Ausgängen tritt in paralleler Form ein Kodewort auf, das für die Zählersteilung
kennzeichnend ist. Die Auskodierungsnetzwerke 125 sind mit je einem Ausgang 137 - 148 versehen, an denen
ein Impuls auftritt wenn der Zähler seine minimale Zählstellung erreicht hat und mit einem Ausgang
149 - 16O, an dem ein Impuls auftritt, wenn der Zähler
seine maximale Zählstellung erreicht hat. Die Ausgänge 137 - 14-8 sind über UND-Tore 161 - 172 und die
Ausgänge 149 - 16O sind über UND-Tore 173 - 184 an
Eingänge des Speichers 10 angeschlossen. Diesen UND-Toren 161 - 184 werden zugleich die Taktimpulse des
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«Taktimpulsgenerators 11 zugeführt.
Der Speicher 10 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch zwölf Speicherzeilen I8f>
- I96 je in Form eines ROM gebildet. Jede dieser Speicherzellen
ist auf die Art und ¥eise, wie in der Figur dargestellt ist, einem der Zähler 101 - 112 zugeordnet. Wird vorausgesetzt,
dass die Zähler 101 - 112 je N Taktimpulse brauchen um von der minimalen zur maximalen Zählerstellung
zu gelangen oder umgekehrt, sind in jeder der Speicherzellen I85 - 195 N Kodew.orte gespeichert, die
je einen Abtastwert kennzeichnen der Einheitsstopstossantwort des zu verwirklichenden Tiefpassfilters mit
der Grenzfrequenz von 5O Hz. Infolge jedes der von
einem Anskodierungsnetzwerk gelieferten Kodeworte wird
aus der zugeordneten Speicherzelle ein Kodewort in paralleler Form ausgelesen und zur Parallel-Reihenumwandlung
einem Parallel-Reihenwandler IO96 - IOIO8
mit den Ausgängen a1 - a19 zugeführt.
Die Wirkungsweise der in Fig. 10 dargestellten Anordnung ist nun wie folgt. Wird ein Kontakt
beispielsweise C zu einem Zeitpunkt, wo der Zähler 1001 die minimale Zählstellung hat (vorausgesetzt die
Stellung θ) geschlossen, so zählt -d.er Zähler N Taktimpulse
und erreicht seine maximale Zählstellung. Während dieses Zählvorganges der Taktimpulse durchläuft
der Zähler N verschiedene Zählstellungen. Infolge jeder dieser Zählstellungen liefert die Speicherzelle
IO85 ein Kodewort das einem Abtastwert des gefilterten
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Impulses in der in Fig. 9^ angegebenen Zeitperiode
T1 entspricht. Ist nach Erreichen der maximalen Zählstellung der Kontakt C1 nach wie vor geschlossen, so bleibt der Zähler 1001 in der maximalen Zählstellung und die Speicherzelle IO85 liefert infolge der Ausgangsimpulse des UND-Tores 1073 in der Zeitperiode T2 (siehe Fig. Sb) Kodeworte, die die maximale Amplitude des gefilterten Signalierungsxmpulses kennzeichnen. ¥ird der Kontakt C1 nach der Periode T2 geöffnet, so wird der Zähler 1001 rückwärts gezählt bis er seine minimale Zählstellung erreicht hat. In der dazu erforderlichen Zeit T (siehe Fig. 9b), liefert die
Speicherzelle IO85 dieselben Kodeworte wie in der Periode T1, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Nach dem Erreichen der minimalen Zählstellung (Nullstellung) werden von der Speicherzelle IO85 keine Kodeworte mehr abgegeben.
T1 entspricht. Ist nach Erreichen der maximalen Zählstellung der Kontakt C1 nach wie vor geschlossen, so bleibt der Zähler 1001 in der maximalen Zählstellung und die Speicherzelle IO85 liefert infolge der Ausgangsimpulse des UND-Tores 1073 in der Zeitperiode T2 (siehe Fig. Sb) Kodeworte, die die maximale Amplitude des gefilterten Signalierungsxmpulses kennzeichnen. ¥ird der Kontakt C1 nach der Periode T2 geöffnet, so wird der Zähler 1001 rückwärts gezählt bis er seine minimale Zählstellung erreicht hat. In der dazu erforderlichen Zeit T (siehe Fig. 9b), liefert die
Speicherzelle IO85 dieselben Kodeworte wie in der Periode T1, jedoch in umgekehrter Reihenfolge. Nach dem Erreichen der minimalen Zählstellung (Nullstellung) werden von der Speicherzelle IO85 keine Kodeworte mehr abgegeben.
Es sei weiterhin bemerkt, dass obschon im Ausführungsbeispiel nach Fig. 10 der Speicher 10 durch
zwölf einzelne Speicherzellen gebildet wird, eine einzige Speicherzelle ausreicht. Denn alle zwölf Speicherzellen
enthalten dieselben Kodeworte. Diese einzige Speicherzelle kann dann mit Hilfe von Zeitschachtelungstechniken
betrieben werden.
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Claims (1)
- -33- PHF.755501-6-1976PATENTANSPRUECHE:11 Anordnung zum Verarbeiten angebotener räumlich getrennter Hilfssignals für eine gegebene Anzahl Hauptinformationssignale zur XJebertragung dieser Hilfssignale zusammen mit den Hauptinfdrmationssignalen in einem FDM-Format, wobei diese Anordnung mit einer Anzahl Eingangskreise versehen ist, welche Anzahl der Anzahl Hauptinformationssignale entspricht sowie mit einem Ausgangskreis, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung weiter mit:- Mitteln zum Digitalisieren der Hilfssignale,- Mitteln, die mit den genannten Digitalisierungsmitteln gekoppelt sind und zwar zum Begrenzen der Bandbreite jedes der Hilfssignale,- einer Digitalfilterbank, der die genannten digitalen Hilfssignale zugeführt werden und die eine für jedes der Hilfssignale kennzeichnende Bandpasskennlinie aufweist, deren Zwischenfrequenz mit der des Hilfskanals für das betreffende Hilfssignal zusammenfällt, versehen ist.2. Anordnung zum Verarbeiten von Hilfssignalen einer gegebenen Anzahl Hauptinformationssignale zur räumlichen Trennung und Rückgewinnung dieser Signalierungssignale, die zusammen mit den Hauptinformations-Signalen in einem FDM-Format angeboten werden, wobei diese Anordnung mit einem Eingangskreis versehen ist, dem das genannte FDM-Signal zugeführt wird und mit einer609883/0771-3H- PHF.755501-6-1976Anzahl Ausgangskreise, die der Anzahl Hauptinformationssignale entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung weiter mit:- Mitteln zum Digitalisieren des FDM-Signals,- einer ersten Digitalfilterbank, der das genannte digitalisierte FDM-Signal zugeführt wird und die eine für jedes der Signalierungssignale kennzeichnende Bandpasskennlinie aufweist, wobei die Zwischenfrequenz eines der Durchlassbänder mit der Zwischenfrequenz des betreffenden Hilfskanals zusammenfällt,- einer zweiten Digitalfilterbank, der die digitalen Ausgangssignale der ersten Digitalfilterbank zugeführt werden und die für jedes dez* Hilfssignale eine Tiefpasskennlinie aufweist, versehen ist.3· Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Digitalisieren der Hilfssignale Ausgangskodeworte liefern mit einer Abtastfrequenz die kleiner ist als der Abstand zwischen den Hauptinformationssignalen im FDM-Format.4. " Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte digitale Filterbank von einer inversen diskreten Fourier-Transformationsanordnung gebildet wird, die mit einer Anzahl paralleler Ausgänge versehen ist, die an ein Polyphasennetzwerk angeschlossen sind, dessen Ausgang mit dem Ausgangskreis der Anordnung gekoppelt ist.
5· Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-609883/0771-35- PHF.755501-6-1976net, dass die Polyphasennetzwerk von einer Anzahl Kanäle gebildet wird, die der Anzahl Ausgänge der genannten Fourier-Transformationsanordnung entspricht, wobei in jedem dieser Kanäle eine Reihenschaltung aus einem digitalen phasendrehenden Netzwerk und einer digitalen Verzögerungsanordnung aufgenommen ist, von welchen Verzögerungsanordnungen die Ausgänge mit dem Ausgang des Polyphasennetzwerkes verbunden sind.6. Anordnung nach Anspruch k und 5j dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jeden der Ausgänge der Fourier-Transformationsanordnung und den entsprechenden Eingang des Polyphasennetzwerkes ein interpolierendes Digitalfilter aufgenommen ist.7. Anordnung nach Anspruch 1, in der die Hilfssignale durch Signaliertingssignale gebildet werden und die genannten Mittel zur Begrenzung der Bandbreite der Signalierungssignale der Anzahl Signalierungssignale entsprechender Anzahl Ausgangskanäle versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung weiter mit einem Pilotsignalgenerator zum Erzeugen eines digitalen Pilotsignals versehen ist und wobei einer der Ausgangskanäle der genannten Mittel eine digitale Addieranordnung enthält zum Addieren des Pilotsignals zu dem am betreffenden Ausgang auftretenden Signalierungssignal.8. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste Digitalfilterbank einen Reihen-Parallelwandler enthält mit einer Anzahl Ausgangskanäle, die höchstens zweimal grosser ist als die609883/0771-36- PHF 755501-6-1976„Anzahl Hauptinformationssignale im FDM-Signal, welche Ausgangskanäle einem Polyphasennetzwerk zugeführt werden.9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet dass das genannte Polyphasennetzwerk durch eine in jede der Ausgangsleitungen des Reihen-Parallel-Wandlers aufgenommene Reihenschaltung aus einer digitalen Verzögerungsschaltung und einem digitalen phasendrehenden Netzwerk gebildet wird.10. Anordnung nach Anspruch 8 und 9» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte erste digitale Filterbank weiter eine diskrete Fourier-Transf ormationsanord-r nung enthält, deren Eingänge mit den genannten Ausgangskanälen des Reihen-Parallelwandlers gekoppelt sind und mit einer Anzahl Ausgangskreise versehen ist, die der Anzahl Hauptinformationssignale in dem FDM-Signal entspricht und die mit Eingängen der zweiten Digitalfilterbank gekoppelt sind.11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte zweite Digitalfilterbank mit einer Anzahl Kanäle versehen ist, die je ein Digitalfilter enthalten und mit je einem Eingang an einen Ausgangskreis der Fourier-TransfÖajmationsanordnungangeschlossen sind. ♦ν -12. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die Ausgangsleitungen des Reihen-Parallelwandlers in Reihe mit dem genannten phasendrehenden609883/0771 ORIGINAL INSPECTED-37- PHF.755501-6-1976Jtfetzwerk ein abtastfrequenzverringerndes Digitalfilter (extrapolierendes Filter) aufgenommen ist. 13· Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass an mindestens einen der Ausgangskreise der Fourier—Transformationsanordnung ein zweites Digitalfilter zum Selektieren eines im FDM-Signal mitübertragenen Pilotsignals angeschlossen ist.609883/0771Leerseite
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ID=9156933
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