DE2932121C2 - Verfahren für adaptive δ-Modulation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für adaptive Deltamodulation mit den weiteren Merkmalen im Oberbegriff des Anspruches.

Eine adaptive Deltamodulation ist zum Beispiel in der DE-OS 22 56 112 beschrieben.

Das grundsätzliche Problem einer solchen Modulation besteht darin, ein Eingangssignal derart in ein Binärsignal mit möglichst kleiner Bitfolgefrequenz umzusetzen, so .iaß sich allein aus der Folge der Binärwerfe eine möglichst gute Näherung des Eingangssignals bestimmen läßt.

Die Modulation — oder Denser: die Kodierung — erfolgt senderseitig zum Beispiel derart, daß ein Abtastwert En zum Zeitpunkt Tn (die Zeitpunkte liegen äquidisiani; η ist Zählindcx) mit den Näherungswert A (n- 1) für den vorangegangenen Abtastwert E(n— 1) verglichen wird, je nach Ausgang des Vergleiches wird -to der eine oder andere Binärwert als nächstes Bit- jeder Abtastwert wird also in ein Bit umgesetzt — dem Binärsignal hinzugefügt. Der Näherungswert A(n—\) wird zwischen den Zeitpunkten T(n— 1) und Tn aus allen vor dem Zeitpunkt Tn liegenden Bits nach einem Dekodierungsalgorithmus berechnet. Die Rechnung führt ein sogenannter Schätzwertrechner durch.

Der Wert desjenigen Bits, das dem Abtastwert En zugeordnet ist, wird sofort dazu verwendet, den Näherungswert An zu berechnen, um den Vergleich mit dem Abtastwert E(n+1) durchzuführen.

Das geschilderte Verfahren — es wird in ähnlicher Form auch in der DE-OS 22 56 112 angewendet — hat den Nachteil, daß über den Wert des dem Abtastwert En zugeordneten Bits entschieden wird, ohne daß man weiß, wie gut die damit zu berechnende Näherung An für den Abtastwert En tatsächlich ist. Bei der adaptiven Deltamodulation treten nämlich Fälle auf, in denen man einen besseren Näherungswert erhält, wenn man den Komplementärwert zu dem — nach dem oben beschriebenen Verfahren — ermittelten Binärwert verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das zu den besten Näherungswerten führt. Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen gelöst, die im kennzeichnenden Teil des Anspruches angegeben sind.

Anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand der Figur soll die Erfindung näher erläutert werden. In Anlehnung an die DE-OS 22 56 112 soll im Beispiel der Dekodierungsalgorithmus zur Gewinnung des Approximationssignals darin bestehen, daß sein zum Zeitpunkt Tn gehörender Wert An aus dem zum Zeitpunkt T(n—\) gehörenden Wert durch Addition eines sogenannten 4-Wertes Dn hervorgeh¹.:

An=A(n=\)+Dn,

Der Wert Dn wird nun erfindungsgemäß folgendermaßen gewonnen: 3 Bits des Binärsignals, die vor dem Zeitpunkt Tn liegen, werden als die letzten drei Stellen einer vierstelligen binären Adresse verstanden. Diese drei letzten Stellen sind in den ersten Stufen des Schieberegisters 5 gespeichert Zum Zeitpunkt Tn wird d°r Abtastwert En in einer codierten Form über die Leitungen 3 in einen internen Speicher des Rechners 10 geholt. Für diese Codierungen sorgt der Analog-Digital-Wandler 2, dessen Eingang mit der Eingangsktemme 1 verbunden ist, an der das Eingangssignal in kontinuierlicher Form anliegt. In dem als extern eingezeichneten Speicher 12 des Rechners 10 stehen die sechzehn insgesamt für die Formel (I) verwendeten /!-Werte an Speicherplätzen, die durch eine vierstellige binäre Adresse angesteuert, und deren Inhalte über die Leitung 11 in den Rechner geholt werden können.

Nach der Abspeicherung des Wertes En übernimmt der Rechner die Werte der drei letzten Stellen der binären vierstelligen Adresse aus dem Schieberegister 5 über die Leitungen 8 in einen weiteren internen Speicher und fügt dort eine erste Stelle hinzu. Hierbei entstehen zwei vierstellige Adressen, die sich nur in der ersten Stelle unterscheiden. Mit denjenigen 4-Werten, die unter diesen beiden Adressen im Speicher 12 zu finden sind, werden zwei mögliche Approximationswerte An nach Formel (I) gebildet. Beide Werte von An werden sodann mit dem gespeicherten Abtastwert En des Eingangssignals verglichen. Der Binärwert an der ersten Stelle der Adresse, der nach Formel (I) den besseren Approximationswert ergeben hat, wird vom Rechner 10 über die Leitung 4 in das Schieberegister 5 geschoben. Sodann wiederholen sich die geschilderten Vorgänge mit dem nächsten Abtastwert des Eingangssignals. An der Klemme 7, die über die Leitung 6 mit dem Schieberegister 5 verbunden ist, wird die Übertragungsleitung für das Binärsignal angeschlossen.

Die erfindungsgemäße Modulation vermeidet Vorhersagen und damit auch Fehlprognosen. Ihre Güte und Brauchbarkeit ist allein bestimmt durch die Vorschrift, wie aus den ersten nBitsderzum Zeitpunkt Tn gehörige Approximationswert An bestimmt werden soll und durch die Geschwindigkeit des Rechners 10, der Entscheidungen von der oben beschriebenen Art zwischen zwei Abtastzeitpunkten Tn fällen muß. Darüber, wie die erwähnte Vorschrift auszusehen hat, gibt es bisher offenbar keine theoretisch begründbaren Richtlinien. So müßte man - der DE-OS 22 56 112 folgend — die im Speicher 12 gespeicherten d-Werte empirisch bestimmen. Dagegen werden Halbleiterbausteine mit immer schnelleren Schaltzeiten entwickelt, so daß auch für sehr hohe Abtastraten die Rechenzeit für die nach der Erfindung notwendigen Rechenoperationen kurzer als die Periodendauer der Abtastung bleibt.

Der Rechner 10 kann entweder ein Universalrechner, z. B. ein u-Rechner oder ein Spezialrechner sein. Im ersten Falle kann in interne Speicher auch die Funktion des Schieberegisters 5 und des Speichers 12 übernehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren Tür adaptive Deltamodulation, bei dem jeder Abtastwert En eines Eingangssignals in genau ein Bit eines binären Ausgangssignals umgesetzt wird und bei dem ein Dekodierungsalgorithmus vorgegeben ist, nach dem ein Näherungswert An für den Abtastwert En aus dem zu En gehörigen Bit und allen vorangegangenen Bits durch einen Rechner bestimmt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß nach Gewinnung des Abtastwertes Ek zum Zeitpunkt 71t zwischen den Zeitpunkten Tk und T(k+1) von dem Rechner — entsprechend dem Dekodierungsalgorithmus — ermittelt wird, welcher der beiden Binärwerte für das dem Abtastwert St zugeordnete Bit zu einem besseren Näherungswert Ak für den Abtastwert Ek führen würde und das der Binärwert, der die bessere Näherung liefert, auch der Wert des Bits ist, das zum Abtastwert Ek im Ausgangssignal gehört.