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PATENTANSPRÜCHE
1. Funkanlage mit mehr als einer je einen Empfänger und einen Sender enthaltenden Relaisstation und mehreren festen undloder beweglichen Sprechstellen, deren gegenseitiger Sprechverkehr unter Verwendung eines einzigen, das Sprachsignal zwischen Relaisstationen und Sprechstellen vermittelnden Frequenzpaares im Zweifrequenz-Simplex-Betrieb abgewickelt wird, gekennzeichnet durch doppelt gerichtete, zwischen den Relaisstationen verlaufende Verbindungen zur gegenseitigen Übermittlung der Sprachsignale, durch erste Schaltungsmittel zum Vergleichen der Qualität des an den verschiedenen Relaisstationen von einer bestimmten Sprechstelle empfangenen Sprachsignals und zur Zuführung des Signals mit der besten Qualität an die Modulationseingänge der Sender sämtlicher Relaisstationen,
durch zweite Schaltungsmittel zur gleichzeitigen Tastung dieser Sender mindestens während der Zuführung dieses Sprachsignals und durch dritte Schaltungsmittel zur Synchronisierung der von den genannten Sendern ausgesendeten Trägerfrequenzen.
2. Funkanlage nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Relaisstationen als Hauptstation und die andern als Unterstationen ausgebildet sind, dass die genannten Verbindungen je zwischen der Hauptstation und jeder Unterstation verlaufen, dass die ersten Schaltungsmittel in der Hauptstation angeordnet sind und dass die dritten Schaltungsmittel die Sendefrequenz der Unterstationen von der Hauptstation aus mittels über die genannten Verbindungen geführten Synchronisiersignalen synchronisieren.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Funkanlage mit mehr als einer je einen Empfänger und einen Sender enthaltenden Relaisstation und mehreren festen und/oder beweglichen Sprechstellen. Der gegenseitige Sprechverkehr dieser Sprechstellen wird dabei unter Verwendung eines einzigen, das Sprachsignal zwischen Relaisstationen und Sprechstellen vermittelndes Frequenzpaar im Zweifrequenz-Simplex-Betrieb abgewickelt.
Eine solche Anlage ist beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 2445296 bekannt geworden. In jeder Ralaisstation wird ein auf einer ersten Frequenz empfangenes Funksignal demoduliert und das Sprachsignal, auf eine zweite Frequenz aufmoduliert, wiederum ausgesendet. Alle festen und beweglichen Sprechstellen einer solchen Anlage sind frequenzmässig gleich eingerichtet und können beliebig untereinander verkehren, sofern sie sich im Bereiche der gleichen Relaisstation befinden. Schwierigkeiten treten dann auf, wenn sich beide Sprechstellen, die miteinander verkehren möchten, je gleichzeitig in den Bereich der gleichen zwei oder mehr Relaisstationen befinden.
Sofern keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, senden dann beide Relaisstationen gleichzeitig, und an der auf Empfang geschalteten Sprechstellen treffen zwei die gleiche Frequenz aufweisende Signale auf den Empfänger. Da nominal gleiche Frequenzen jedoch in der Praxis leicht voneinander abweichen, treten dabei störende Interferenzen auf. In der erwähnten bekannten Anlage sind Massnahmen getroffen, dank welchen immer nur eine Relaisstation gleichzeitig senden kann. Die wahlweise Einschaltung der Stationen wird dort von Hand an einer Hauptsprechstelle vorgenommen. Verbindungen zwischen beweglichen Sprechstellen ohne Eingreifen der Hauptsprechstelle sind dort nicht vorgesehen. Verbindungen zwischen Sprechstellen, welche sich in den Bereichen verschiedener Relaisstationen befinden, sind mit einer Anlage der beschriebenen Art grundsätzlich nicht möglich.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2426 668 ist eine Anlage bekannt geworden, mit welcher die letztgenannte Aufgabe gelöst wird, aber es muss dabei für jede Relaisstation ein besonderes Frequenzpaar vorgesehen werden, und es ist eine Hauptsprechstelle mit zwei Sprechstellenausrüstungen und einer Vermittlungseinrichtung notwendig. An den Sprechstellen müssen daher die Frequenzen entsprechend der Relaisstation, über welche der Verkehr abgewickelt werden soll, gewählt werden. Bei den beweglichen Sprechstellen hängt somit die zu wählende Frequenz vom Standort ab.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht nun den Bau einer Funkanlage mit allen durch die beiden beschriebenen Anlagen gebotenen Verkehrsmöglichkeiten, in welcher jedoch trotz der Verwendung nur eines einzigen Frequenzpaares für den Verkehr zwischen Relaisstationen und Sprechstellen keine, eine besondere Bedienung erfordernde Hauptsprechstelle notwenig ist und bei welcher die Bedienung so einfach ist wie in einer Anlage mit einer einzigen Relaisstation. Die Erfindung betrifft eine Funkanlage der eingangs beschriebenen Art, welche gekennzeichnet ist durch doppelt gerichtete, zwischen den Relaisstationen verlaufende Verbindungen zur gegenseitigen Übermittlung der Sprachsignale.
Weitere Kennzeichen der Erfindung sind erste Schaltungsmittel zum Vergleichen der Qualität des an den verschiedenen Relaisstationen von einer bestimmten Sprechstelle empfangenen Sprachsignals und zur Zuführung des Signals mit der besten Qualität an die Modulationseingänge der Sender sämtlicher Relaisstationen. Weitere Kennzeichen dieser Anlage sind zweite Schaltungmittel zur gleichzeitigen Tastung dieser Sender mindestens während der Zuführung dieses Sprachsignals und dritte Schaltungsmittel zur Synchronisierung der von den genannten Sendern ausgesendeten Trägerfrequenz.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine der Relaisstationen als Hauptstation und die andern als Unterstationen ausgebildet, und die genannten Verbindungen verlaufen je zwischen der Hauptstation und jeder Unterstation.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.
Die Figur 1 zeigt das Prinzipschema einer Anlage mit drei Relaisstationen und drei Sprechstellen.
Die Figur 2 zeigt ein Blockschema einer Sprechstelle.
Die Figuren 3 und 4 zeigen Blockschemas der Relaisstationen, und zwar bezieht sich die Figur 3 auf eine Unterstation und die Figur 4 auf die Hauptstation.
Die Anlage gemäss Figur 1 besteht aus einer Haupt-Relaisstation 1, zwei Unter-Relaisstationen 2 und 3 und drei Sprechstellen 4,5 und 6. Diese Sprechstellen können sowohl fest als auch fahrbar oder tragbar sein; die Schaltung ist in allen Fällen dieselbe.
Die Sprechstellen besitzen je einen Sender 7 für die Frequenz fl und einen Empfänger 8 für die Frequenz f2. Mit dem Antennenumschalter 9 wird während des Sendens die Antenne 10 mit dem Senderausgang verbunden; im Ruhezustand der Sprechstelle liegt sie am Empfängereingang.
Die Relaisstationen weisen je einen mit der Frequenz f2 sendenden Sender 11 und einen mit der Frequenz fl empfangenden Empfänger 12 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind bei jeder Station zwei Antennen dargestellt; vorzugsweise wird jedoch nur eine einzige Antenne und eine das gleichzeitige Senden und Empfangen erlaubende Antennenweiche verwendet.
Die Haupt-Relaisstation 1 ist je durch eine doppelt gerichtete Richtstrahlverbindung mit den beiden Unter-Relaisstationen 2 und 3 verbunden. Für diese Verbindungen werden die Sender 13 und die Empfänger 14 in den Stationen 2 und 3 und die Sender 15 und 17 und die Empfänger 16 und 18 in der Station 1 verwendet. Anstelle dieser auf den Frequenzen f3 bis f6 arbeitenden Richtstrahlverbindungen hätten auch Drahtverbindungen verwendet werden können. Mit 19 ist eine Signal-Auswahl
schaltung, ein sogenannter Voting Selector bezeichnet, welcher dafür sorgt, dass von den an seine drei Eingänge angelegten Niederfrequenzsignalen nur dasjenige mit dem kleinsten Rauschanteil weiter verarbeitet wird. Weitere, in der Figur 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellte Einzelheiten sind in den Figuren 2,3 und 4 dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung beschrieben.
Die Figur 2 dargestellte Sprechstelle weist, wie zum Teil bereits in bezug auf Figur 1 dargelegt wurde, einen Sender 7, einen Empfänger 8 und einen Antennenumschalter 9 mit einer daran angeschlossenen Antenne 10 auf. Obwohl der Antennenumschalter als mechanischer Schalter dargestellt ist, wird er vorzugsweise als elektronischer Schalter ausgeführt. Am Modulationseingang des Senders 7 ist ein Mikrofon 22 und am Ausgang des Empfängers 8 ein Lautsprecher oder Hörer 23 angeschlossen. Der Sender wird durch eine Sprechtaste 24, welche auch den Antennenumschalter 9 steuert, in Betrieb gesetzt. Ein Tonerzeuger 25, welcher ein unterhalb des Sprachbandes liegendes Steuersignal erzeugt, wird jeweils zusammen mit dem Sender eingeschaltet.
Dieses Steuersignal wird dem Sender parallel zu dem aus dem Mikrofon stammenden Signal aufmoduliert, wodurch das vom Sender ausgesendete Funksignal gegenüber die gleiche Frequenz aufweisenden Störsignalen unterschieden werden kann.
Die in Figur 3 dargestellte Unter-Relaisstation weist, wie bereits in bezug auf die Figur 1 beschrieben wurde, je einen für den Verkehr mit den Sprechstellen bestimmten Sender 11 und Empfänger 12 auf. Die Antennenanschlüsse dieser beiden Geräte sind über die Weiche 31 mit der Antenne 32 verbunden, so dass gleichzeitig gesendet und empfangen werden kann. Je ein für die Verbindung nach der Haupt-Relaisstation bestimmter Sender 13 und Empfänger 14 sind über die Weiche 33 an die
Richtantenne 34 angeschlossen. Das vom Empfänger 12 demodulierte, von einer Sprechstelle stammende Sprachsignal samt dem unterlagerten Steuersignal wird dem dauernd in Betrieb stehenden Sender 13 unverändert aufmoduliert und nach der
Haupt-Relaisstation gesendet.
Das von dort übermittelte und durch den Empfänger 14 demodulierte Signal enthält ausser einem Sprachsignal auch ein unterlagertes Steuersignal und ein überlagertes Synchronisiersignal. Das Steuersignal wird im Signalauswerter 35 ausgewertet und bewirkt während seines Vorhandenseins die Tastung des Senders 11. Eine Frequenzweiche 36 trennt das Synchronisiersignal vom Sprachsignal ab.
Das Sprachsignal wird an den Modulationseingang des Senders
11 angelegt, während das Synchronisierungssignal der Syn chronisiereinrichtung 37 zugeführt wird. Diese Synchronisiereinrichtung,beeinflusst auf später erklärte Weise die Sendefrequenz des Senders 11. Die Unter-Relaisstation gemäss Figur 3 (Positionen 2 und 3 in Figur 1) gibt somit alle von den Sprech stellen empfangenen Signale an die Haupt-Relaisstation weiter und sendet die von dort erhaltenen Signale unverändert an die
Sprechstellen.
Die Haupt-Relaisstation gemäss Figur 4 weist ausser den von Figur 3 bekannten Geräten Sender 11, Empfänger 12,
Weiche 31 und Antenne 32 einen Sender 15 und einen Empfän ger 16 für den Verkehr nach der Unter-Relaisstation 2 und aus serdem einen Sender 17 und einen Empfänger 18 für den Ver kehr nach der Unterstation 3 auf. Diese Sender und Empfänger sind je über eine Antennenweiche 33 an eine Richtantenne 34 angeschlossen. An die Ausgänge aller drei Empfänger 12, 16 und 18 ist je eine Frequenzweiche 41 angeschlossen, welche am einen Ausgang nur das Sprachsignal und am andern Ausgang nur das von den Sprechstellen erzeugte Steuersignal durch lässt, welch letzteres sie an einen entsprechenden Auswerter 43 abgibt.
Die verschiedenen Sprachsignale gelangen über je einen elektronischen Schalter 42 einerseits an einen Eingang der Auswahlschaltung 19 und anderseits über einen weitern elektronischen Schalter 44 an eine Sammelleitung 45. Die elektronischen Schalter 42 legen in Zusammenarbeit mit dem zugehörigen Auswerter 43 nur solche Sprachsignale an die Auswahlschaltung 19, welche am Empfängerausgang von einem passenden Steuersignal unterlagert sind und somit von einer zur betreffenden Anlage gehörenden Sprechstelle stammen.
Die bereits früher erwähnte Auswahlschaltung 19, im Handel unter dem Namen Voting Selector bekannt, schaltet denjenigen Schalter 44 durch, welcher dem Empfängerausgang mit dem besten Signal entspricht und verbindet damit diesen Empfängerausgang mit der Sammelleitung 45. Diese Sammelleitung führt einerseits an den Modulationseingang des Senders 11 und anderseits auf den später beschriebenen Mischer 49.
Die von den Auswertern 43 beim Empfang eines Steuersignals erzeugten Signale gelangen ausser auf den Steuereingang der zugehörigen Schalter 42 an die Eingänge eines ODER-Tors 46, an dessen Ausgang einerseits der Tastungseingang des Senders 11 und anderseits ein Steuersignal-Erzeuger 47 angeschlossen ist. Dieser Steuersignalerzeuger gibt, wenn an einem der Empfänger ein Steuersignal empfangen wird, ein gleiches Steuersignal ab.
Ein Erzeuger 48 eines Synchronisiersignals enthält einen quarzgesteuerten Generator, dessen Signal in nicht dargestellter Weise durch Frequenzteilung auf eine nur wenig oberhalb des Sprachbandes liegende Frequenz umgeformt wird. Dieses Synchronisiersignal wird einerseits der Synchronisiereinrichtung 37 und anderseits dem Mischer 49 zugeführt. Dieser Mischer mischt das aus dem Erzeuger 48 kommende Synchronisiersignal und das aus dem Erzeuger 47 kommende Steuersignal mit dem von der Auswahlschaltung 19 ausgewählten, auf der Sammelleitung 45 befindlichen Sprachsignal und führt das Gemisch den Modulationseingängen der Sender 15 und 17 zu.
Die beiden Unter-Relaisstationen erhalten damit ausser einem Sprachsignal ein Steuersignal und ein Synchronisiersignäl.
Bei den Sendern 11 wird die Sendefrequenz durch Frequenzaufbereitung in einem sogenannten Synthesizer erzeugt, indem die Sendefrequenz durch einen hohen Divisor geteilt wird, die geteilte Frequenz mit einer ebenfalls im Sender erzeugten stabilen Bezugsfrequenz in der Phase verglichen und mit dem Vergleichsergebnis die Sendefrequenz geregelt wird.
In der Synchronisiereinrichtung wird nun die Bezugsfrequenz auf den Betrag der Frequenz des Synchronisiersignals geteilt, und das sich dabei ergebende Signal wird in der Phase mit dem Synchronisiersignal verglichen. Mit dem Vergleichsergebnis wird sodann die Bezugsfrequenz geregelt, welche - im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Sender mit fester Bezugsfrequenz - in diesem Falle durch einen in seiner Frequenz steuerbaren Frequenzerzeuger geliefert wird.
Anhand der Figur 1 wird nun die Arbeitsweise der Gesamtanlage beschrieben. Es wird dabei angenommen, dass die Sprechstelle 4 sich in einem Bereich befindet, von dem aus der Verkehr mit den beiden Relaisstationen 1 und 2 möglich ist, dass aber die Übertragungsverhältnisse in bezug auf die Station 1 besser sind als in bezug auf die Station 2. Bei der Sprachstelle 5 wird eine Verkehrsmöglichkeit ausschliesslich mit der Relaisstation 1 und bei der Sprechstelle 6 ausschliesslich mit der Relaisstation 3 vorausgesetzt. Es wird nun angenommen, dass ein Verkehr zwischen den Sprechstellen 4 und 6 stattfinden soll.
Sobald an der Sprechstelle 4 die Sprechtaste gedrückt wird, wird vom Sender 7 ein Signal mit der Frequenz f1, dem ein Steuersignal aufmoduliert ist, ausgesendet. Dieses Signal wird an den Empfängern 11 der Relaisstationen 1 und 2 empfangen.
Vom Empfänger der Haupt-Relaisstation 1 gelangt das demodulierte Empfangssignal direkt, vom Empfänger der Unter Relaisstation 2 dagegen über den Sender 13 und den Empfänger 16 auf die in der Station 1 befindliche Auswahlschaltung 19.
Da voraussetzungsgemäss das an der Station 1 empfangene Signal besser ist, wird nur dieses den Sendern 11, 15 und 17 zugeführt. Vom Sender 15 gelangt es über den Empfänger 14 an den Sender 11 der Station 2 und von Sender 17 über die entsprechenden Empfänger und Sender der Station 3. Ein Steuer.
signal wird in einer früher beschriebenen, jedoch aus Figur 1 nicht ersichtlichen Weise ebenfalls zusammen mit dem Sprachsignal übertragen, so dass alle drei Sender 11 getastet werden und somit mit der gleichen Trägerfrequenz das am Empfänger 12 in der Station 1 empfangene und demodulierte Sprachsignal gleichzeitig aussenden. Dieses Signal wird somit auch vom Empfänger 8 der Sprechstelle 6, für die es bestimmt ist, empfangen. An der Sprechstelle 5 wird das Signal ebenfalls empfangen. Sofern ein nicht mit der Erfindung im Zusammenhang stehender Selektivruf verwendet wird, kann in bekannter Weise das Mithören an der nicht beteiligten Sprechstelle vermieden werden.
Wenn an der Sprechstelle 4 die Sprechtaste losgelassen wird, kehren alle drei Sender 11 wieder in die Ruhelage zurück.
Wird nun an der Sprechstelle 6 durch Drücken der Sprechtaste der Anruf beantwortet, wird das ausgesendete Funksignal mit aufmoduliertem Steuersignal am Empfänger 12 der Station 3 empfangen und nach der Station 1 weitergeleitet, von wo es über die Auswahlschaltung 19 sämtlichen Sendern 11 zugeführt wird und wobei diese Sender getastet werden. Der Empfänger 8 der Sprechstelle 4 empfängt nun von den beiden Relaisstationen 1 und 2 her dasselbe, auf die gleiche Frequenz fl aufmodulierte Sprachsignal. Da, wie vorher beschrieben, in der Figur 1 jedoch nicht dargestellt ist, die Frequenzen aller Sender 12 mit Hilfe eines in der Relaisstation 1 erzeugten und über die gleichen Verbindungen wie das Sprachsignal übertragenen Synchronisiersignals phasengleich synchronisiert sind, treten beim Empfang keine Interferenzstörungen auf.
Die drei Relaisstationen verhalten sich somit gegenüber den Sprechstellen wie eine einzige Relaisstation, welche den gesamten, von den drei Stationen zusammen überdeckten Wirkungsbereich aufweist.
Da beim Empfang eines gleichzeitig über zwei Relaisstationen an eine Sprechstelle gelangenden Signals die Übermittlungswege verschieden lang sind, können sich am Empfänger die beiden Signale niederfrequenzmässig schwächen oder sogar aufheben. Um solche unerwünschten Wirkungen zu vermeiden können in nicht dargestellter Weise in die kürzeren Wege Laufzeitverzögerungs-Glieder eingefügt werden.
Die Erfindung ist natürlich nicht an die Verwendung von drei Relaisstationen gebunden. Es können nur zwei oder mehr als drei sein. Es wäre auch möglich, in mehr als einer Relaisstation eine Auswahlschaltung anzuordnen, wenn zum Beispiel vier Relaisstationen in einer Kette hintereinander geschaltet wären. Die Erfindung ist auch nicht an die Verwendung von Steuersignalen für die Sendertastung gebunden; die Sender könnten dauernd im Betrieb stehen oder die Tastung könnte lediglich durch den Empfang eines Trägers gesteuert werden.
Die Erfindung ist auch nicht an die Übertragung eines Synchronisiersignals über die Sprechverbindungen gebunden; das Synchronisiersignal könnte getrennt übertragen oder von einem nicht mit der Anlage im Zusammenhang stehenden, dauernd im Betrieb stehenden Sender empfangen werden.
Es ist empfehlenswert, in den Unter-Relaisstationen nicht dargestellte Schaltungsmittel vorzusehen, welche beim Ausfall der Haupt-Relaisstation oder der Verbindungen mit dieser Station den die Signale der Sprechstellen empfangenden Empfänger mit dem betreffenden Sender derart verbinden, dass der Sender das vom Empfänger empfangene Signal wiederum aussendet und dass demnach die betreffende Relaisstation wie eine einzelne Relaisstation arbeitet. Es ist dabei notwendig Massnahmen zu treffen, dass in diesem Falle im Sender eine von der Synchronisiereinrichtung unabhängige, einen Mittelwert aufweisende Vergleichsfrequenz erzeugt wird.
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PATENT CLAIMS
1.Radio system with more than one relay station each containing a receiver and a transmitter and a plurality of fixed and / or mobile microphone units, the mutual speech traffic of which is carried out using a single frequency pair which mediates the voice signal between relay stations and microphone units in dual-frequency simplex operation, characterized by double directed connections between the relay stations for the mutual transmission of the speech signals, by first circuit means for comparing the quality of the speech signal received at the various relay stations from a particular station and for feeding the signal with the best quality to the modulation inputs of the transmitters of all relay stations,
by means of second circuit means for simultaneous keying of these transmitters at least while this speech signal is being supplied and by means of third circuit means for synchronizing the carrier frequencies emitted by said transmitters.
2. Radio system according to claim 1, characterized in that one of the relay stations is designed as a main station and the others as substations, that the connections mentioned run between the main station and each substation, that the first switching means are arranged in the main station and that third circuit means synchronize the transmission frequency of the substations from the main station by means of synchronization signals carried over the connections mentioned.
The present invention relates to a radio system with more than one relay station each containing a receiver and a transmitter and a plurality of fixed and / or movable microphone units. The mutual speech traffic of these call stations is carried out using a single frequency pair, which mediates the speech signal between relay stations and call stations, in two-frequency simplex operation.
Such a system has become known, for example, from German Patent 2445296. In each Ralais station, a radio signal received on a first frequency is demodulated and the voice signal, modulated onto a second frequency, is again transmitted. All fixed and mobile microphone units of such a system are set up with the same frequency and can communicate with each other as long as they are in the area of the same relay station. Difficulties arise when both microphone units that want to communicate with each other are simultaneously in the area of the same two or more relay stations.
Unless special precautions are taken, both relay stations transmit simultaneously, and two signals at the same frequency hit the receiver at the microphone unit that is switched to receive. However, since nominally identical frequencies deviate slightly from one another in practice, disturbing interferences occur. Measures have been taken in the known system mentioned, thanks to which only one relay station can transmit at a time. The optional activation of the stations is carried out by hand at a main station. Connections between moveable microphone units without intervention by the main microphone unit are not provided there. Connections between microphone units located in the areas of different relay stations are fundamentally not possible with a system of the type described.
From the German patent application 2426 668 a system has become known with which the latter task is solved, but a special frequency pair must be provided for each relay station, and a main call station with two call station equipment and a switching device is necessary. At the call stations, the frequencies must therefore be selected according to the relay station over which the traffic is to be handled. In the case of the mobile microphone units, the frequency to be selected therefore depends on the location.
The present invention now enables the construction of a radio system with all the traffic possibilities offered by the two systems described, in which, despite the use of only a single frequency pair for the traffic between relay stations and call stations, no main call station requiring special operation is necessary and in which the operation is as simple as in a system with a single relay station. The invention relates to a radio system of the type described in the introduction, which is characterized by bidirectional connections running between the relay stations for the mutual transmission of the speech signals.
Further characteristics of the invention are first circuit means for comparing the quality of the speech signal received at the various relay stations from a particular station and for feeding the signal with the best quality to the modulation inputs of the transmitters of all relay stations. Further features of this system are second circuit means for simultaneous keying of these transmitters at least while this speech signal is being supplied, and third circuit means for synchronizing the carrier frequency emitted by said transmitters.
In a particular embodiment of the invention, one of the relay stations is designed as the main station and the others as sub-stations, and the connections mentioned each run between the main station and each sub-station.
The invention will now be described using an exemplary embodiment.
Figure 1 shows the basic diagram of a system with three relay stations and three microphone units.
FIG. 2 shows a block diagram of an intercom.
FIGS. 3 and 4 show block diagrams of the relay stations, specifically that FIG. 3 relates to a substation and FIG. 4 to the main station.
The system according to Figure 1 consists of a main relay station 1, two sub-relay stations 2 and 3 and three microphone units 4, 5 and 6. These microphone units can be both fixed and mobile or portable; the circuit is the same in all cases.
The microphone units each have a transmitter 7 for the frequency fl and a receiver 8 for the frequency f2. With the antenna switch 9, the antenna 10 is connected to the transmitter output during transmission; when the call station is idle, it is located at the receiver entrance.
The relay stations each have a transmitter 11 transmitting at frequency f2 and a receiver 12 receiving at frequency fl. For the sake of clarity, two antennas are shown at each station; however, preferably only a single antenna and an antenna switch which allows simultaneous transmission and reception are used.
The main relay station 1 is connected to the two sub-relay stations 2 and 3 by a bi-directional beam connection. The transmitters 13 and the receivers 14 in the stations 2 and 3 and the transmitters 15 and 17 and the receivers 16 and 18 in the station 1 are used for these connections. Instead of these directional beam connections operating at frequencies f3 to f6, wire connections could also have been used. At 19 is a signal selection
circuit, a so-called voting selector, which ensures that of the low-frequency signals applied to its three inputs, only the one with the smallest noise component is processed further. Further details, not shown in FIG. 1 for the sake of clarity, are shown in FIGS. 2, 3 and 4 and are described in the following description.
The station shown in FIG. 2, as has already been explained in part in relation to FIG. 1, has a transmitter 7, a receiver 8 and an antenna switch 9 with an antenna 10 connected to it. Although the antenna switch is shown as a mechanical switch, it is preferably designed as an electronic switch. A microphone 22 is connected to the modulation input of the transmitter 7 and a loudspeaker or receiver 23 is connected to the output of the receiver 8. The transmitter is put into operation by a talk button 24, which also controls the antenna switch 9. A tone generator 25, which generates a control signal lying below the voice band, is switched on together with the transmitter.
This control signal is modulated onto the transmitter in parallel with the signal originating from the microphone, as a result of which the radio signal emitted by the transmitter can be distinguished from interference signals which have the same frequency.
The sub-relay station shown in FIG. 3, as has already been described with reference to FIG. 1, each has a transmitter 11 and a receiver 12 intended for communication with the microphone units. The antenna connections of these two devices are connected to the antenna 32 via the switch 31, so that transmission and reception can be carried out simultaneously. One each for the connection to the main relay station intended transmitter 13 and receiver 14 are on the switch 33 to the
Directional antenna 34 connected. The speech signal demodulated by the receiver 12, originating from a call station, together with the underlying control signal, is modulated unchanged on the continuously operating transmitter 13 and after that
Main relay station sent.
The signal transmitted from there and demodulated by the receiver 14 contains, in addition to a voice signal, also a subordinate control signal and a superimposed synchronization signal. The control signal is evaluated in the signal evaluator 35 and, while it is present, causes the transmitter 11 to be keyed. A crossover 36 separates the synchronization signal from the speech signal.
The voice signal is sent to the modulation input of the transmitter
11 applied while the synchronization signal of the syn chronizing device 37 is supplied. This synchronization device influences the transmission frequency of the transmitter 11 in a manner explained later. The sub-relay station according to FIG. 3 (positions 2 and 3 in FIG. 1) thus forwards all signals received from the microphone units to the main relay station and sends them from there received signals unchanged to the
Microphone units.
In addition to the devices known from FIG. 3, the main relay station according to FIG. 4 has transmitter 11, receiver 12,
Crossover 31 and antenna 32 a transmitter 15 and a receiver 16 for traffic to the sub-relay station 2 and serdem a transmitter 17 and a receiver 18 for traffic to the sub station 3. These transmitters and receivers are each connected to a directional antenna 34 via an antenna switch 33. A crossover 41 is connected to the outputs of all three receivers 12, 16 and 18, which only allows the speech signal at one output and only the control signal generated by the microphone units at the other output, which the latter outputs to a corresponding evaluator 43.
The various voice signals arrive via an electronic switch 42 on the one hand at an input of the selection circuit 19 and on the other hand via a further electronic switch 44 to a bus 45. The electronic switches 42, in cooperation with the associated evaluator 43, only send such voice signals to the selection circuit 19, which are supported by a suitable control signal at the receiver output and thus come from a station belonging to the relevant system.
The previously mentioned selection circuit 19, known commercially as the voting selector, switches through the switch 44 which corresponds to the receiver output with the best signal and thus connects this receiver output to the collecting line 45. This collecting line leads on the one hand to the modulation input of the transmitter 11 and on the other hand to the mixer 49 described later.
The signals generated by the evaluators 43 when a control signal is received arrive at the control input of the associated switch 42 at the inputs of an OR gate 46, at the output of which the keying input of the transmitter 11 and on the other hand a control signal generator 47 are connected. This control signal generator emits an identical control signal when a control signal is received at one of the receivers.
A generator 48 of a synchronization signal contains a quartz-controlled generator, the signal of which, in a manner not shown, is converted by frequency division to a frequency that is only slightly above the speech band. This synchronization signal is supplied on the one hand to the synchronization device 37 and on the other hand to the mixer 49. This mixer mixes the synchronization signal coming from the generator 48 and the control signal coming from the generator 47 with the speech signal selected by the selection circuit 19 and located on the bus 45 and supplies the mixture to the modulation inputs of the transmitters 15 and 17.
The two sub-relay stations thus receive a control signal and a synchronization signal in addition to a voice signal.
In the transmitters 11, the transmit frequency is generated by frequency processing in a so-called synthesizer by dividing the transmit frequency by a high divisor, comparing the divided frequency in phase with a stable reference frequency also generated in the transmitter, and regulating the transmit frequency using the comparison result.
In the synchronizing device, the reference frequency is now divided into the amount of the frequency of the synchronizing signal, and the resulting signal is compared in phase with the synchronizing signal. The reference result is then used to regulate the reference frequency, which - in contrast to an ordinary transmitter with a fixed reference frequency - is supplied in this case by a frequency generator which can be controlled in frequency.
The mode of operation of the overall system will now be described with reference to FIG. It is assumed here that the intercom station 4 is located in an area from which traffic with the two relay stations 1 and 2 is possible, but that the transmission ratios in relation to station 1 are better than in relation to station 2. In the speech unit 5, a possibility of traffic is assumed exclusively with the relay station 1 and in the speech unit 6 exclusively with the relay station 3. It is now assumed that there should be traffic between the call stations 4 and 6.
As soon as the speech button is pressed at the station 4, the transmitter 7 transmits a signal with the frequency f1, to which a control signal is modulated. This signal is received at the receivers 11 of the relay stations 1 and 2.
The demodulated received signal arrives directly from the receiver of the main relay station 1, but from the receiver of the sub relay station 2, via the transmitter 13 and the receiver 16, to the selection circuit 19 located in station 1.
Since the signal received at station 1 is better, only this is sent to transmitters 11, 15 and 17. From the transmitter 15 it arrives at the transmitter 11 of the station 2 via the receiver 14 and from the transmitter 17 via the corresponding receivers and transmitters of the station 3. A control.
signal is also transmitted together with the voice signal in a manner previously described but not shown in FIG. 1, so that all three transmitters 11 are keyed and thus simultaneously transmit the voice signal received and demodulated at the receiver 12 in the station 1 at the same carrier frequency. This signal is thus also received by the receiver 8 of the call station 6 for which it is intended. The signal is also received at the call station 5. If a selective call that is not related to the invention is used, eavesdropping on the station not involved can be avoided in a known manner.
When the intercom button 4 is released, all three transmitters 11 return to the idle position.
If the call is answered at the call station 6 by pressing the talk button, the transmitted radio signal with a modulated control signal is received at the receiver 12 of station 3 and forwarded to station 1, from where it is supplied to all transmitters 11 via the selection circuit 19 and this Transmitters can be keyed. The receiver 8 of the intercom station 4 now receives the same speech signal modulated onto the same frequency f 1 from the two relay stations 1 and 2. Since, as previously described, however, is not shown in FIG. 1, the frequencies of all transmitters 12 are synchronized in phase with the aid of a synchronization signal generated in relay station 1 and transmitted over the same connections as the voice signal, so that interference does not occur during reception.
The three relay stations thus behave towards the call stations like a single relay station, which has the entire effective range covered by the three stations.
Since the transmission paths are of different lengths when a signal arriving at the same time via two relay stations is received, the two signals at the receiver can weaken or even cancel each other out. In order to avoid such undesirable effects, delay delay elements can be inserted into the shorter paths in a manner not shown.
The invention is of course not tied to the use of three relay stations. It can only be two or more than three. It would also be possible to arrange a selection circuit in more than one relay station if, for example, four relay stations were connected in series in a chain. The invention is also not tied to the use of control signals for transmitter keying; the transmitters could be in continuous operation or the keying could only be controlled by the reception of a carrier.
The invention is also not tied to the transmission of a synchronization signal over the voice connections; the synchronization signal could be transmitted separately or received by a transmitter which is not connected to the system and is in continuous operation.
It is advisable to provide switching means (not shown) in the sub-relay stations which, in the event of failure of the main relay station or of the connections to this station, connect the receiver receiving the signals from the intercom stations to the transmitter in question in such a way that the transmitter in turn receives the signal received by the receiver emits and that the relay station in question works like a single relay station. It is necessary to take measures so that in this case a comparison frequency which is independent of the synchronization device and has an average value is generated.