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DE2362298A1 - Verfahren und anordnung zur messung des rauschleistungsverhaeltnisses eines nachrichtenkanals - Google Patents

Verfahren und anordnung zur messung des rauschleistungsverhaeltnisses eines nachrichtenkanals

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Publication number
DE2362298A1
DE2362298A1 DE2362298A DE2362298A DE2362298A1 DE 2362298 A1 DE2362298 A1 DE 2362298A1 DE 2362298 A DE2362298 A DE 2362298A DE 2362298 A DE2362298 A DE 2362298A DE 2362298 A1 DE2362298 A1 DE 2362298A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
signal
comparator
output
input
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE2362298A
Other languages
English (en)
Inventor
Edgar Robert Allen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Post Office
Original Assignee
Post Office
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Post Office filed Critical Post Office
Publication of DE2362298A1 publication Critical patent/DE2362298A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J1/00—Frequency-division multiplex systems
    • H04J1/02—Details
    • H04J1/16—Monitoring arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)

Description

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41-21.899P 14.- 12. 1973
THE POST OFFICE, London (Großbritannien)
Verfahren und Anordnung zur Messung des Rauschleistungsverhältnisses eines Nachrichtenkanals
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur Messung des Rauschleistungsverhältnisses (NPR, engl. noise power ratio) eines Nachriehtenkanals, der einer von mehreren derartigen Kanälen in einem Frequenzmultiplex-System ist.
Der Ausdruck "Rauschleistungsverhältnis" wird sogleich definiert ...
Frequenzmultiplex-Kabel- und Funksysteme können aus 2000 oder
41-(81 6O7)-V-r <7)
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mehr verschiedenen Telefonkanälen bestehen, die typisch einen Abstand von 4 kHz bei einer Gesamtbandbreite von näherungsweise 12,5 MHz aufweisen.
Bei derartigen Systemen ist wesentlich, daß das Intermodulatlöhs- oder Klirrauschen aufgrund des Telefon- oder Fernsprechverkehrs und das Eigenrauschen, z. B. aufgrund des thermischen Rauseheiis in jedem Kanal minimiert wird. Das erste Rauschen wird hauptsächlich durch Nichtlinearitäten und Phasenverzerrungen erzeugt und ist vom Teilnehmer als rauschähnliche Störung hörbar. Höhere Frequenzen im Hoch- und Zwischenfrequenzgebiet sind empfindlich'bezüglich Phasenverzerrungen; Modulations- oder Mischfreqüenzkomponenten (Kreuzmodulationsverzerrungen) sind am stärksten bei mittleren Frequenzen bemerkbar; Nichtlinearitäten treten bei tiefen Frequenzen auf. Diese Effekte werden stärker, wenn die Anzahl der Kanäle steigt.
Wenn ein derartiges Rauschen einen niedrigen Pegel verglichen mit dem Nutzsignal hat, stört es nicht und kann unberücksichtigt bleiben. Wenn jedoch der Rauschpegel steigt, wird die Reinheit des Nutzsignals verringert. Ein geeigneter Parameter zum Bewertendes Zustandes eines bestimmten Kanals eines Multiplexsystems ist das Rauschleistungsverhältnis , das hier definiert wird als das Verhältnis von Nutzsignal plus unerwünschtem Rauschen in einem schmalen Band eines Multi- oder Mehrkanalsystems zum Rauschen im gleichen Band, wenn das Nutzsignal nicht in dieses Band eingespeist wird, sondern in das restliche Band des Mehrkanalsystems.
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Bei einem bereits entwickelten Verfahren zur Messung des Räuschleistungsverhältnisses NPR eines Kanals eines Systems wird weißes Rauschen verwendet, d. h. ein statistisches Rauschen mit gleichförmiger Frequenzverteilung. Ein Rauschgenerator wird so angeordnet, daß weißes Rauschen über das System übertragen wird, und zwar mit einem Pegel, der vom CCIR (internationaler beratender Ausschuß für den Funkdienst) zur Simulation des Verkehrs im System empfohlen wird, wenn dieses voll belastet ist. Der Ausgang des Systems ist an einem Rauschempfänger angeschlossen, der auf die Frequenz des für die NPR-Messung ausgewählten Kanals abgestimmt ist.
Die Empfindlichkeit des Empfängers wird so eingestellt, daß sich eine vorbestimmte Meßwert- oder Zählerablesung ergibt, wenn ein Eingangsdämpfungsglied des Empfängers auf näherungsweise maximale Dämpfung eingestellt ist. Anschließend wird ein Bandsperren-Filter zwi-. sehen der Rauschquelle und dem System eingefügt, wobei die Bandsperre das weiße Rauschsignal im ausgewählten Kanal abtrennt. Im Kanal bleiben nur Rauschsignale übrig, die durch Klirren öder thermisches Rauschen verursacht sind. Diese Störungen werden im Empfänger gemessen, indem sein Eingangsdämpfungsglied so eingestellt wird, daß der ursprüngliche Zeigerausschlag wiederhergestellt wird. Der Unterschied zwischen der Anfangs- und der Endeinstellung des Dämpfungsgliedes in Dezibel ist das Rauschleistungsverhältnis NPR des Kanals und gibt ein Maß an für die Stärke des im ausgewählten Kanal erzeugten Klirr- und thermischen Rauschens.
Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß der erhaltene
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NPR-Wert idealisiert ist, da das verwendete breitbandige weiße Rauschsignal keine echte Darstellung des Verkehrs in dem System bei Spitzenbelastung ist. Diese Diskrepanz zwischen dem idealisierten und dem tatsächlichen Wert des Nutzsignalpegels eines Kanals hat keinen großen Einfluß auf die NPR-Zahl, da der Pegel des Nutzsignals sehr viel größer ist als der Pegel des Klirr- und thermischen Rauschens. Daraus folgt jedoch, daß jede Diskrepanz zwischen dem idealisierten und dem tatsächlichen Wert der Pegel für das Klirr- und das thermische Rauschen die NPR-Zahl stark beeinflußt.
Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß das gesamte System zur Messung von NPR vom Verkehr abgeschaltet werden muß. Ein derartiges Abschalten ist kostspielig und kann zu Verzögerungen führen.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden, indem das Rauschleistungsverhältnis NPR in einem ausgewählten Band des Systems unter Verwendung des tatsächlichen Klirr- und thermischen Rauschens im ausgewählten Band gemessen wird, wenn das Mehrkanalsystem, ausgenommen das ausgewählte Band, mit Verkehr belegt ist. Es sei bemerkt, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht das echte NPR des Bandes entsprechend der Definition mißt, sondern eine Näherung darstellt, die für praktische Zwecke brauchbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Anordnung zum Messen des Rauschleistungsverhältnisses NPR eines ausgewählten Frequenzbandes in mehreren Nachrichtenkanälen eines Frequenzmultiplex-
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Systems, weiin, dap: Frequenzkand[ phjt|e Nut^signal jsit, wpbej dje An-·? prdnung enthjgilt?
eine A ns. prüfeinrichtung ζμίη Ent]riel?m§n §|nep Breitt>andsignals aus dem System, wenn dieses mit Verlegte belegti§t\
eine Einsteneinrichtung zum Ejijstellerji 4es Qes§mtpeggls dps Breitjbandsignals §uf einen vpreitigeis|gUten |igpal-pe^jigspeg§J;
ein Bandpaßfilter zürn Pujqhja.ssgn des. aHsgeyfiJjlten Bandes \
einen Vergleiclier mit einen} ersten Eingang, einem zweiten Ein gang und einem ^Hsgancj spwie mit einer vprjp^stimmjen ßezugss.p§n^ nung, die auf der} vpreinges.tejlten i|ign^l--Bezug§pegeJ laezpgei} |and in den ersten Eingang ginspeisbar ist, wpfeei gtep zvvrgite Hinging des. ¥ gleichers ziim Empfajtigen eiries abgeleiteten Signals dient, d§§ auf f| ijes §ignal§ am Außg^ng des Paridpapi|ilters
eine an dgn ¥erg^eipher^^μs.gang angggphjq§sene Peggjreinrichtung rnit Rüpklcppplung, iirn cJen rej^iygn Pf ge| der in eingn Eingänge (ies Vergleicher.s eingespeisten iign§Je. ζμ ändern, b|§ gas Vergleiphe.r-Ausgarigssignal Null ist; und
eine an den Ausgang des Vergleichers angesghlp§§ene Lespejn riehtung, die das gausehlgistungsverhältnis IfP)R als relajtiyg Ap der in den ersten un^ den zweiten Eingang jjes Yergieiphprs ei ten Signalpegel anzeigt, urn dgLS Au§9an9^^i9R§l ^HU zW erzeugen
Es ist vorteilhaft, wenn die ausgewählte Bandbreite im wesentlichen gleich ist zur Bandbreite eines Nachrichtenkanals des Systems.
Weiterhin ist es vorteilhaft, daß die Leseeinrichtung enthält: einen Impulsgenerator, ein Gatter und einen Zähler mit Anzieigeeinrichtung, wobei der Impulsgenerator so angeordnet ist, daß sein Ausgangssignal nur dann in den Zähler mit Anzeigeeinrichtung über das Gatter einspeishar ist, wenn das Ausgangssignal des Vergleichers un^· gleich Null ist ·
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Einstelleinrichtung ein manuell bedienbares erstes Dämpfungsglied enthält, und daß die Steuerungseinrichtung mit Rückkopplung an ein zweites Dämpfungsglied angeschlossen ist, das die Dämpfung des abgeleiteten Signals verringert, Welches in den zweiten Eingang des Vergleichers eingespeist wird-
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Messen des RauschleistungsVerhältnisses NPR eines ausgewählten Bandes aus einem von mehreren Nachrichtenkanälen in einem Frequenzmultiplex-System, wenn der ausgewählte Kanal ohne.Nutzsignal ist, wobei in dem Verfahren folgende Schritte durchgeführt Werdens .
Erzeugen eines Eichsignals mit einer gleichförmigen Frequenzverrteilung über dem gleichen Frequenzspektrum wie dem des Multiplex^ Systems;
Einstellen der Ausgangsleistung des Eichsignals auf einen Voreinstellwert;
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Ausfiltern aus dem Eichsignal jene Frequenzen, die im ausgewählten Band liegen;
Einspeisen eines aus dem gefilterten Signal abgeleiteten Signals in einen ersten Eingang eines Vergleichers;
Einstellen einer in einen zweiten Eingang des Vergleichers eingespeisten Bezugsspannung auf eine vorbestimmte Bezugsspannung, bei der das Ausgangssignal des Vergleichers Null wird;
Abtrennen des Eichsignals;
Entnehmen eines Breitbandsignals aus dem System, wenn dieses mit Verkehr belegt wird;
Einstellen des Leistungspegels des Breitbandsignals auf den Voreinstellwert;
Ausfiltern aus dem Breitbandsignal jene Frequenzen, die innerhalb des ausgewählten Bandes liegen;
Einspeisen jener gefilterten Frequenzen in den ersten Eingang des Vergleichers;
Verwenden des Vergleichers zum Vergleichen der Größen der v; Vergleicher-Eingangssignale;
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Ändern der Größe des in einen der Eingänge des Vergleichers eingespeisten Signals; und
Messen der erforderlichen Änderung der Größe, um das Ausgangssignal Null am Ausgang des Vergleichers zu erzeugen.
Die Aufgabe der Erfindung wird schließlich gelöst durch ein Verfahren zur Messung des Rauschleistungsverhältnisses NPR eines ausgewählten Bandes aus einem von mehreren Nachrichtenkanälen in einem Frequenzmultiplex-System, wenn der ausgewählte Kanal ohne Nutzsignal ist, wobei in dem Verfahren folgende Schritte durchgeführt werden:
Entnehmen eines Breitbandsignals aus dem System, wenn das System mit Verkehr belegt wird;
Einstellen des Leistungspegels des Breitbandsignals auf einen voreingestellten Leistungspegel;
Übertragen des Breitbandsignals mit dem voreingestellten Pegel zu einem Schmalbandpaßfilter, mit dem eine in dem ausgewählten Kanal enthaltene Bandbreite durchgelassen wird;
Übertragen eines aus dem Ausgang des Filters abgeleiteten Signals zu einem zweiten Eingang eines Vergleichers, in dessen ersten Eingang eine vorbestimmte Bezugsspannung eingespeist wird, die auf den voreingestellten Leistungspegel bezogen wird;
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Ändern der Größe des in einen der Eingänge des Vergleichers eingespeisten Signals; und
Messen der erforderlichen Änderung der Größe, um das Ausgangssignal Null am Ausgang des Vergleichers zu erzeugen.
In einem ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Nutzsignal aus dem ausgewählten Kanal durch eine Einrichtung innerhalb des Frequenzmultiplex-Systems entfernt.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Messung in Lücken des Nutzsignals in dem ausgewählten Kanal durchgeführt, der mit Verkehr belegt wird.
Das erste dieser Verfahren ist vorzuziehen, da keine zusätzliche Ausrüstung benötigt wird, die an einem der beiden Enden des Kanals angeschlossen werden muß. Beim zweiten Verfahren kann das Eigenrauschen der Zusatzeinrichtung, z.B. Fernsprechleitungen der an den Kanal angeschlossenen Teilnehmer-Ortsausrüstung, einen Fehler im gemessenen Rauschleistungsverhältnis NPR verursachen.
Beim zweiten Verfahren kann die Anschlußeinrichtung der Anordnung einen Schalter enthalten, der sich in der geschlossenen Lage befindet, wenn das ausgewählte Band ohne Nutzsignal ist. Ferner kann ein Meßgerät vorgesehen sein, um Lücken im Nutzsignal zu messen, . worauf der Schalter in die geschlossene Lage gebracht wird. Außerdem kann eine Steuerungseinrichtung vorgesehen sein, die den Schalter in
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die geöffnete Lage schaltet, wenn die Steuerungseinrichtung ein Signal mit dem Wert Null am Vergleicherausgang anzeigt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Durchführung des ersten Verfahrens wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die ein Blockschaltbild einer Anordnung zum Durchführen eines Verfahrens für die Messung des RauschleistungsVerhältnisses NPR von drei ausgewählten Kanälen eines Mehrkanalsystems zeigt.
Die Zeichnung stellt ein Mehrkanalsystem dar, das einen Multi- oder Mehrsignal-Eingang 1 und einen Mehrsignal-Ausgang 2 der Meßanordnung 3 bis 23 enthält. Das System ist z. B. ein Frequenzmultiplex-System mit 1800 Kanälen und typisch 4 kHz. Abstand.
Die Frequenzen der drei ausgewählten Kanäle sind vorzugsweise jene, die durch den CCIR für das zu prüfende System festgesetzt wurden,-nämlich 534 kHz, 3868 kHz und 7602 kHz für ein 1800-Kanal-System. Es sei darauf hingewiesen, daß sich die genannten Zahlen auf den unteren, den mittleren und den oberen Frequenzbereich des 1800-Kanal-Systems beziehen. Die Rauschleistungsverhältnisse anderer Kanäle als derjenigen Kanäle des Systems, für die die NPR-Messungen tatsächlich durchgeführt werden, können durch Interpolation geschätzt werden.
Aus dem Mehrkanal-System wird eine Probe eines Breitband-Verkehrssignals entnommen, wenn das System mit Verkehr belegt ist, und in ein manuelles Dämpfungsglied 3 eingespeist.
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■-=ιι·- .
Das manuelle Dämpfungsglied dämpft das Breitbandsignal auf einen voreingestellten Signal-Bezugspegel. Eine Eichschaltung zum Bestimmen dieses Pegels wird später beschrieben.
Das Ausgangssignal des manuellen Dämpfungsgliedes wird in ein automatisches Dämpfungsglied 5 eingespeist, dessen Dämpfung durch das Ausgangssignal eines Zählers 6 automatisch gesteuert wird, wobei die Dämpfung ohne Steuersignal aus dem Zähler maximal ist.
Das Ausgangssignal des automatischen Dämpfungsgliedes wird über eine Reihe von Bandpaßfiltern 7A, 7B oder 7C in einen Verstärker 8 eingespeist. Die Bandpaßfilter sind jeweils so eingestellt, daß sie eine Bandbreite von 4 kHz durchlassen, die der Bandbreite eines Nachrichtenkanals entspricht. Die Filter sind typisch Quarzfilter, obwohl jedes Filter mit genau definierter Bandbegrenzung verwendet werden kann. ,
' Das Filter, das dem für die NPR-Messung ausgewählten Kanal entspricht, wird durch Betätigung von zwei .geeigneten gekuppelten Schaltern 20 angeschaltet. Die gekuppelten Schalter 20 sind mit Schaltern 21 verbunden, wodurch ein Oszillator aus einer Reihe von Oszillatoren 12A, 12B bzw. 12C, die den Filtern 7A, 7B bzw. 7B entsprechen, in die Meßschaltung eingeschaltet wird. Wenn also zum Beispiel das Filter 7A eingeschaltet ist, ist auch der Oszillator 12A eingeschaltet. ,
Das Ausgangssignal des ausgewählten Filters wird in einen 40-dB-Verstärker 8 eingespeist, der eine Bandbreite von 50 kHz bis 10 kHz
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aufweist, so alle durch die Filter 7 durchgelassenen Frequenzbänder enthalten sind. Das sich ergebende Schmalbandsignal des Verstärkers wird in einen Mischer 9 übertragen. Im Mischer 9 wird das Signal mit einem Signal des zugehörigen Oszillators 12 gemischt. Alle Oszillatoren 12 sind quarzgesteuert und schwingen jeweils auf der Mittenfrequenz des zugehörigen Bandpaßfilters. Das Schmalbandsignal und das Oszillatorsignal erzeugen bei der. Mischung ein Signal, dessen Frequenzkomponenten die Summen-, die Differenz- und die Seitenbandfrequenzen der beiden Eingangssignale enthalten. In der Differenzfrequenz-Signalkomponente wird die Mitten- oder Trägerfrequenz unterdrückt, so daß nur die Seitenbandfrequenzen der beiden Eingangssignale übrigbleiben. Dieser Frequenzbereich geht von 10 bis 2000 Hz und enthält einen vorbestimmten Teil des ursprünglich im Schmalbandsignal des Filters enthaltenen Rauschens.
Das Ausgangssignal des Mischers 9 wird über ein aktives 1,1-kHz-Tiefpaßfilter 14 in einen 70-dB-Niederfrequenzverstärker 13 eingespeist.
Das Tiefpaßfilter 14 ist in die Meßschaltung aufgrund einer Empfehlung des CCIR eingefügt, die besagt, daß NPR eines bestimmten Kanals bei einer effektiven Gesamtbandbreite von 2,2 kHz bestimmt wird. Da das durch den 70-dB-Verstärker 13 verstärkte Ausgangssignal des Mischers 9 ein Zweiseitenband-Signal ist, muß das Signal, um eine effektive Bandbreite von 2,2 kHz zu erhalten, auf eine höchste Frequenz von 1,1 kHz begrenzt werden, um eine Verdopplung des unteren Seitenbandes zuzulassen. Die Mittenfrequenz des Tiefpaßfilters
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14 kann so eingestellt werden, daß alle Trägerfrequenzkomponenten des Signals des ausgewählten Kanals wegfallen ο
Das Ausgangssignal des Verstärkers 13 wird über einen Detektor 15 in einen ersten Eingang eines Vergleichers 16 mit Differenzeingang eingespeist. Eine Bezugs spannung, die in einer noch zu beschreibenden Weise vorbestimmt wird, wird in den zweiten Eingang des Vergleichers 16 über eine Spannungsquelle 27 eingespeist.
Das Ausgangssignal des Vergleichers 16 gelangt in ein Gatter 18, das geschlossen ist, wenn das Vergleicher-Ausgangssignal Null ist, und das so lange geöffnet ist wie das Vergleicher-Ausgangssignal ungleich Null ist. Während das Gatter 18 offen ist, kann eine Impulsfolge aus einem Impulsgenerator 19 zum Digitalzähler 6 übertragen werden, der eine zugehörige Digitalanzeige enthält. Ein Ausgangssi- " gnal des Zählers wird über eine Codier schaltung 23 an das automatische Dämpfungsglied 5 zurückgeführt, um eine stufenweise Verringerung der Dämpfung des ankommenden Breitbandsignals zu ergeben, wobei jeder Schritt eine Erhöhung des Signalpegels um 1 dB ergibt, entsprechend einem durch den Zähler 6 aus dem Impulsgenerator 19 aufgenommenen Impuls.
Das Rauschleistungsverhältnis NPR des ausgewählten Kanals kann somit direkt von der Digitalanzeige abgelesen werden.
In einer anderen Ausführung kann die Anordnung zuerst einen großen Schritt in der Dämpfungsverringerung erzeugen und somit eine ent-
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sprechende Änderung des angezeigten Zählerstandes, gefolgt von mehreren aufeinanderfolgenden kleineren Schritten, die im wesentlichen gleich groß sind. Dies ist besonders in dem erfindungsgemäßen Verfahren von Nutzen, wodurch das Rauschleistungsverhältnis NPR beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung während Lücken im Nutzsignal gemessen wird; anstatt das Vergleicher-Ausgangssignal zum Ändern des Pegels des Breitbandsignals vor dessen Übertragung durch das Filter 7 zum ersten Eingang des Vergleichers zu verwenden, kann das Vergleicher-Ausgangssignal dazu verwendet werden, eine schrittweise Verringerung der aus der Spannungsquelle 27 in den zweiten Eingang des Vergleichers eingespeisten Spannung zu erzeugen, wobei die Größe jeder Spannungsverringerung einer Erhöhung des Pegels des Breitband-Ausgang ssignals des manuellen Dämpfungsgliedes um ein dB entspricht . Die Codierschaltung und das automatische Dämpfungsglied könnten dann entfallen. Obwohl die in der Zeichnung dargestellte Schaltung bei einem Verfahren zur Messung des Rauschleistungsverhältnisses NPR eines ausgewählten Kanals verwendet wird, der ständig ohne Nutzsignal ist, enthält die Zeichnung auch Einzelheiten (in Strichlinie) einer Zusatzschaltung, die zum Abändern der Schaltung verwendet werden kann, um damit eine NPR-Messung in Lücken des Nutzsignals durchzuführen, z. B. bei Sprechpausen. Ein Meßgerät 24 wird zum Messen von Lücken im Nutzsignal im ausgewählten Kanal des ankommenden Breitbandsignals vorgesehen. Das Meßgerät 24 wird so angeordnet, daß es einen Schalter 25 in die geschlossene Lage bringt, wenn eine Lücke im Nutzsignal gemessen wird. Eine an den Ausgang des Speichers 16 angeschlossene Steuereinrichtung 26 zeigt an, wenn das Vergleicher-Ausgangssignal Null ist und bringt den Schalter 25 daraufhin in
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die geöffnete Lage, um zu verhindern, daß ein danach ankommendes Nutzsignal die NPR-Ablesung ungünstig beeinf IuSt.
Bevor der Empfänger im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kann, muß er geeicht werden* Dazu wird in einer Quelle 4 ein Eichsignal erzeugt. Das Eichsignal ist ein Rauschsignal mit gleichförmigem Spektrum und voreingestelltem Pegel und überstreicht den Frequenzbereich des Systems.
Das Eichsignal wird über das Dämpfungsglied 3 und das Dämpfungsglied 5, welches auf ,maximale Dämpfung eingestellt ist, in einen Pegel-Voreinsteller 22 eingespeist, der so eingestellt ist, daß er eine Abschwächung des Signalpegels ergibt, die äquivalent ist zur Abschwächung des Pegels eines Breitband-Verkehrs signals beim Durchlaufen eines der Filter 7. Das Signal des Pegel-Voreinstellen 22 wird im Verstärker 8 verstärkt und nach einer Detektion und einer weiteren Verstärkung bei 10 in eine Lampenanzeige 11 eingespeist. Die Werte der Komponenten der Meßschaltung sind so eingestellt, daß die Lampe gerade aufleuchtet, wenn das Signal angelegt wird.
Danach wird die Lampenanzeige abgeschaltet, indem das Ausgangssignal des 40-dB-Verstärkers 8 zum Mischer 9 geschaltet wird, nachdem die gekuppelten Schalter 20 und 21 betätigt wurden, um das Eichsignal über eines der Filter 7 zu übertragen.
Das Ausgangssignal des Verstärkers 8 wird nach Durchlaufen des Mischers 9, des aktiven Tiefpaßfilters 14, des Verstärkers 13 und
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des Detektors 15 in einen Eingang des Vergleichers 16 eingespeist. Dem anderen Eingang des Vergleichers wird eine Bezugs spannung aus der Spannungsquelle 27 zugeführt, wobei die Bezugsspannung so eingestellt wird, daß das Ausgangs signal des Vergleichers Null ist.
Anschließend wird das Eichsignal abgeschaltet und die Meßanordnung befindet sich nun in einem Zustand, der für die Messung von NPR geeignet ist.
Die Meßanordnung kann natürlich so ausgelegt und geeicht werden, daß sie zusammen mit anderen Übertragungssystemen verwendbar ist. Dazu ist das Einfügen von anderen Filtern 7 und Oszillatoren 12 erforderlich. Zusätzlich muß die Anordnung einen voreingestellten Signal-Bezugspegel besitzen der für derartige andere Systeme passend ist.
Durch das Verfahren und die Anordnung der Erfindung kann das Rauschleistungsverhältnis NPR jedes ausgewählten Kanals gemessen und als Funktion der Verkehrsbelastung des Systems angegeben werden. Im Idealfall sollte NPR des ausgewählten Kanals gemessen werden, wenn alle übrigen Kanäle des Systems mit Verkehr belegt sind, d.h. bei voller Belastung, so daß der Zustand des Kanals als eine Einheit des Systems angezeigt wird. In der Praxis tritt eine derartige Belastung selten auf und kann in dem bevorzugten beschriebenen Ausführungsbeispiel niemals auftreten, da drei der Kanäle ständig ohne Verkehr sind, um die Messung von NPR zu erlauben. Das Rauschleistungsverhältnis NPR eines ausgewählten Kanals in einem im wesentlichen voll belasteten System kann leicht gemessen werden, indem eine NPR-Messung
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durchgeführt wird, während über diese verkehrsfreien Kanäle Rauschen mit gleichförmigem Spektrum und einem für dieses System passenden Pegel übertragen wird.
Eine Liste der Eigenschaften von Quellen oder Komponenten, die beim Aufbau einer NPR-Meßschaltung verwendet werden können, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen, ist nachstehend aufgeführt.
Die aufgelisteten Komponenten beziehen sich auf die Bezugszeichen der Zeichnung
4 Marconi Instruments
5 Texcan Corporation
6. Texas Instruments Ltd
7. Marconi Instruments
8 Texas Instruments
Ii Indicator Lamp
16. Texas Instruments
Ii Texas Instruments
19. Texas Instruments
20 gekuppelte Schalter
Dämpfungsglieder Spannungsquelle
TF 209IB PA 71 SN 7493 TM 9503/2
SN 751OL . Burndett Ltd. . SN 741N SN 7400N SN 74121N
Telephone Manufacturing Company
Welwyn Widerstände Ltd.
Morganite Potentiometer
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Claims (23)

  1. Patentansprüche
    1 Iy Anordnung zum Messen des Rauschleistungsverhältnisses NPR eines ausgewählten Frequenzbandes in einem Frequenzmultiplex-System mit:
    einer Einrichtung zum Entnehmen eines Breitbandsignals aus dem System;
    einem Bandpaßfilter zum Durchlassen des ausgewählten Frequenzbandes ;
    einem Dämpfungsglied zum Ändern des Pegels des Breitbandsignals ;
    dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum Messen des Rauschleistungsverhältnisses NPR dient, wenn das System mit Verkehr belegt und das ausgewählte Band ohne Nutzsignal ist; wobei die Anordnung weiter enthält:
    eine Einstelleinrichtung (3; 4; 11) einschließlich des Dämpfungsgliedes zum Einstellen des Gesamtpegels des Breitbandsignals auf einen voreingestellten Signal-Bezugspegel;
    einen Vergleicher (16) mit einem ersten Eingang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang sowie mit einer vorbestimmten Bezugs-
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    spannung, die auf den voreingestellten Signal-Besugspegel bezogen und in den ersten Eingang einspeisbar ist, wobei der zweite Eingang des Vergleichers zum Empfangen eines abgeleiteten Signals, dient, das auf die Leistung des Signals am Ausgang des Bandpaßfilters (7) bezogen ist;
    eine an den Vergleicher-Ausgang angeschlossene Pegel-Steuerungseinrichtung mit Rückkopplung (6; 18; 19; 23), um den relativen Pegel der in einen der Eingänge des Vergleichers (16) eingespeisten Signale zu ändern, bis das Vergleicher-Ausgangssignal Null ist; und
    eine an den Ausgang des Vergleichers (16) angeschlossene Leseeinrichtung , die das Hauschleistungsverhältnis NPR als relative Änderung der in den ersten und den zweiten Eingang des Vergleichers eingespeisten Signalpegel anzeigt, um das Ausgangs signal Null zu erzeugen.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseeinrichtung enthält: einen Impulsgenerator (19), ein Gatter (18) und einen Zähler mit Anzeigeeinrichtung (6), wobei der Impulsgenerator (19) so angeordnet ist, daß sein Ausgangssignal nur dann in den Zähler mit Anzeigeeinrichtung (6) über das Gatter (18) einspeisbar ist, wenn das Ausgangssignäl des Vergleichers ■( 16): ungleich Null ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler mit Anzeigeeinrichtung (6) eine digitale Anzeigeschaltung
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    hält, die so angeordnet ist, daß sie den angezeigten Wert des Rauschleistungsverhältnisses NPR hält.
  4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Entnehmen eines Breitbandsignals einen Schalter (25) enthält, der in die geschlossene Lage schaltbar ist, wenn das ausgewählte Band ohne Nutzsignal ist.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Meßgerät (24) zum Messen von Lücken im Nutzsignal vorgesehen ist, wodurch der Schalter während Lücken in die geschlossene Lage schaltbar ist.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (25) durch eine Steuerungseinrichtung (26) in die geöffnete Lage schaltbar ist, die an den Ausgang des Vergleichers (16) angeschlossen ist und zur Anzeige des Wertes Null dient, um das Öffnen des Schalters zu veranlassen.
  7. 7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das Bandpaßfilter bestimmte ausgewählte Band aus einer Anzahl von Frequenzbändern auswählbar ist, die durch eine entsprechende Anzahl von individuell durch Schalter (20) auswählbaren vorbestimmten Bandpaßfiltern (7) bestimmt sind.
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  8. 8. Anordnung nach emem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung ein manuell betätigbares erstes Dämpfungsglied (3) enthält.
  9. 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wenn bedingt durch Anspruch 2, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung mit Rückkopplung an ein zweites Dämpfungsglied (5 ) angeschlossen ist, das zum Abschwächen des Pegels des in den zweiten Eingang des Vergleichers (16) eingespeisten abgeleiteten Signals dient.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Dämpfungsglied (5) digital durch aus dem Impulsgenerator (19) abgeleitete Impulse steuerbar ist, so daß die Dämpfung des Signals stufenweise erfolgt.
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 10, .dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsglied (5) so angeordnet ist, daß der erste Schritt zur Verringerung der Dämpfung wesentlich größer ist als mehrere aufeinanderfolgende, im wesentlichen gleichgroße Schritte, die dem ersten Schritt folgen.
  12. 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegel-Steuereinrichtung mit Rückkopplung an eine Bezugsspannungsquelle (27) angeschlossen ist, deren Ausgangssignal in den ersten Eingang des Vergleichers (16) einspeisbar ist und die den in den ersten Eingang eingespeisten Spannungspegel von der vor-
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    stimmten Bezugsspannung aus auf eine Null-Spannung ändert, bis das Ausgangssignal des Vergleichers (16) Null ist.
  13. 13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannungsquelle (27) aus einem Spannungsteiler besteht.
  14. 14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Bandpaßfilters (7) an einen Überlagerungs-Detektor angeschlossen ist, der das abgeleitete Signal an den zweiten Eingang des Vergleichers (16) liefert.
  15. 15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor besteht aus: einem Oszillator (12), der auf die Mittenfrequenz des ausgewählten Bandes abgestimmt ist, einem Mischer (9), und einem Filter (14; 15), dessen Bandbreite im wesentlichen gleich der halben Bandbreite des ausgewählten Bandes ist.
  16. 16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor einen hochverstärkenden Operationsverstärker (13) enthält.
  17. 17. Verfahren zum Messen des Rauschleistungsverhältnisses NPR eines ausgewählten Bandes in einem Frequenzmultiplex-System, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung von NPR durchgeführt wird, wenn das System mit Verkehr belegt und das ausgewählte Band
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    ohne Nutzsignal· ist, wobei das Verfahren in folgenden Schritten durchgeführt wird:
    Erzeugen eines Eichsignals mit einer gleichförmigen Frequenzverteilung über dem gleichen Frequenzspektrum wie dem des Multiplex-Systems;
    Einstellen der Ausgangsleistung des Eichsignals auf einen Voreinstellwert;
    Ausfiltern aus dem Eichsignal jene Frequenzen, die im ausgewählten Band liegen;
    Einspeisen eines aus dem gefilterten Signal abgeleiteten Signals in einen ersten Eingang eines Vergleichers (16);
    Einstellen einer in einen zweiten Eingang des Vergleichers (16) eingespeisten Bezugsspannung auf eine vorbestimmte Bezugsspannung, bei der das Ausgangssignal des Vergleichers (.16) Null wird;
    Abtrennen des Eichsignals;
    Entnehmen eines Breitbandsignals aus dem System, wenn dieses mit Verkehr belegt wird;
    Einstellen des Leistungspegels des Breitbandsignals auf den Voreinstellwert;
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    Ausfiltern aus dem Breitbandsignal jene Frequenzen, die innerhalb des ausgewählten Bandes liegen;
    Einspeisen jener gefilterten Frequenzen in den ersten Eingang dos Vergleichers (16);
    Verwenden des Vergleichers (16) zum Vergleichen der Größen der Vergleicher-Eingangs signale;
    Ändern der Größe des an einen der Eingänge des Vergleichers (16.) angelegten Signals; und
    Messen der erforderlichen Änderung der Größe, um das Ausgangssignal Null am Ausgang des Vergleichers (16) zu erzeugen.
  18. 18. Verfahren zum Messen des Rauschleistungsverhältnisses NPR eines ausgewählten Bandes aus einem von mehreren Nachrichtenkanälen in einem Frequenzmultiplex-System, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung von NPR durchgeführt wird, wenn das System mit Verkehr belegt und das ausgewählte Band ohne Nutzsignal ist, wobei das Verfahren in folgenden Schritten durchgeführt wird:
    Entnehmen eines Breitbandsignals aus dem System, wenn das System mit Verkehr belegt wird;
    Einstellen des Leistungspegels des Breitbandsignals auf einen voreingestellten Leistungspegel;
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    ,ι
    Übertragen des Breitbandsignals mit dem voreingestellten Pegel zu einem Schmalbandpaßfilter (7), mit dem eine in dem ausgewählten Kanal enthaltene Bandbreite durchgelassen wird;
    Übertragen eines aus dem Ausgang des Filters abgeleiteten Signals zu einem zweiten Eingang eines Vergleichers (16), in dessen ersten Eingang eine vorbestimmte Bezugsspannung eingespeist wird, die auf den voreingestellten Leistungspegel bezogen wird;
    Ändern der Größe des in einen der Eingänge des Vergleichers (16) eingespeisten Signals; und
    Messen der erforderlichen Änderung der Größe, um das Ausgangssignal Null am Ausgang des Vergleichers (16) zu erzeugen.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspännung jene Spannung ist, die, wenn sie in den ersten Eingang des Vergleichers eingespeist wird, das; Ausgangssignal des Vergleichers dann zu Null macht, wenn ein Eichsignal. mit einer gleichmäßigen Frequenzverteilung über demselben Frequenzspektrum wie dem des Breitband-Verkehrssignals und mit dem "voreingestellten Leistungspegel durch das Schmalbandpaßfilter zum zweiten Eingang des Vergleichers übertragen wird.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Vergleicher-Ausgangssignal in eine Dämpfungsglied-An-
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    • triebseinrichtung eingespeist wird, die zum Dämpfen des in einen der Eingänge des Vergleichers eingespeisten Signals verwendet' wird, um die relative Pegeländerung der Signale zu bestimmen, die in die Vergleichereingänge eingespeist werden.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsglied-Antriebseinrichtung zum Erzeugen einer Impulsfolge verwendet wird, wenn das Vergleicher-Ausgangssignal ungleich Null ist, wobei die Impulsfolge zum Erzeugen einer schrittweisen Änderung der Pegel der in die Vergleichereingänge eingespeisten Signale verwendet wird.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzsignal im ausgewählten Kanal durch eine Einrichtung innerhalb des Frequenzmultiplex-Systems entfernt wird.
  23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung in Lücken des Nutzsignals im ausgewählten, mit Verkehr belegten Kanal durchgeführt wird. ■
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