DE2537136C3 - Funktelefoniesystem mit mehreren miteinander korrespondierenden, vorzugsweise als mobile Anlagen ausgebildeten Stationen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funktelefoniesystem mit mehreren miteinander korrespondierenden, vorzugsweise als mobile Anlagen ausgebildeten Stationen, wobei den Stationen eine Anzahl diskreter Radio-Trägerfrequenzen angeordnet sind, die in vorzugsweise periodischen Zeitabständen gewechselt werden, bei dem die Nachrichten mittels digitaler Signale, wie der Pulscode- oder Pulsdeltamodulation übertragen werden und jede Station eine elektronische Recheneinrichtung hat, in deren Speicher die Sende-Empfangsfrequenzen sämtlicher am System beteiligter Stationen als Frequenzwechselschema für einen größeren Zeitraum enthalten sind und bei dem bei jeder Station eine eigene, schwingquarzkontroüiertf; Zeitmeßeinrichtung vorgesehen ist, die in Form eines Synchrongenerators die elektronische Rechenmaschine derart steuert, daß die Umschaltzeitpunkte des Frequenzwechselschemas eingehalten werden.

Ein derartiges System ist in der DE-AS 19 54 754 beschrieben. Dort sind auch Suchverfahren für die optimale Streckenübertragung angegeben, die beispielsweise darin bestehen, bei digitalisierten Nachrichten einen Testcode auf optimale Verständlichkeit hin zu überprüfen. Daneben bestehen die Möglichkeiten, auf optimale Feldstärke, ähnlich wie bei Frequenz-Diversity-Systemen, den Übertragungsweg zu bestimmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von einem solchen System ausgehend, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, auch bei einem Frequenzwechselschema mit kurzzeitigen Wechselperioden, insbesondere in der Anrufphase, die optimalen Übertragungsbedingungen zu finden, um dadurch die Zuverlässigkeit der Nachrichtenübertragung zu optimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die digitalen Ausgangssignale des Synchrongenerators in einer Recheneinheit durch andere digitale Signale, die einem Teilnehmer des Nachrichtennetzes fest zugeordnet sind, derart beeinflußt werden, daß die Ausgangssignale der Recheneinheit über einen Speicher und einen Codierer einen Synthesizer steuern, dessen HF-Ausgänge die momentane Sende- und/oder Empfangsfrequenz der betreffenden Station bestimmen, so daß zu jedem Takt bei jeder Station eine anctere Sende- und Empfangsfrequenz resultiert, daß ferner die Stationen im Normalbetrieb auf Empfang eingestellt sind und bei einem gewollten Anruf auf Senden gestellt werden, wobei durch einen Schalter die Recheneinheit auf einen Stationwähler umgeschaltet wird, in dem die vorprogrammierten Umschalterprogramme der anzurufenden Stationen gespeichert sind, so daß bei Wahl der entsprechenden Stationskennziffer (z. B. mittels einer Wählscheibe) die vom Synthesizer in zeitlichen Reihenfolgen gegebenen Frequenzen sowohl in der Frequenz als auch im Zeittakt mit den Empfangsfrequenzen der angewählten Station identisch sind, daß ferner zur Überwachung der Übertragungsverhältnisse zwischen den Stationen auf den ihnen jeweils zugeteilten Radiofrequenzkanälen Testsendungen durchgeführt sowie Testergebnisse ausgetauscht werden und hierzu an den Ausgang des eigentlichen Empfängers auf jeder Station ein Auswerter mit Speicher und Regenerator für die Digitalzeichen angeschlossen und weiterhin der Regenerator über seinen Ausgang mit einem ebenfalls einen Speicher aufweisenden Decodierer verbunden ist, daß außerdem der Auswerter die jeweils für eine vorgesehene Verbindung günstigste Empfangsfrequenz und der Decodierer die von der Gegenstation übermittelte günstigste -iendefrequenz speichert und der Auswerter bei Empfang und der Decodierer bei Senden im Zeitraum einwandfreier Überrragungsver hältnisse über einen Umschalter die Einwirkung de. Recheneinheit auf den Synthesizer unterbindet und

-, damit der die Synthesizerfrequenz bestimmende Inhalt des Speichers keine Veränderung mehr erfährt und daü bei auftretenden Übertragungsstörungen über den Umschalter die Verbindung zwischen der Recheneinheit und dem Speicher zur Einstellung weiterer Frequenzen

ίο wieder hergestellt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 enthalten.

Der mit dem System nach der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß zu dem Zeitpunkt die

i) Betriebsfrequenzen aller unbelegten Stationen allen anderen Stationen des Netzes bekannt sind und somit der Aufbau einer neuen Verbindung zuverlässig und schnell erfolgen kann.

Anhand eines Ausführungsbeispieles, das in der Zeichnung dargestellt ist, soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Teilnehmerstation, F i g. 2 ein Frequenzwechselschema.

Ein in F i g. 1 mit 2 bezeichneter Synchrongenerator, der z. ??. über eine Lochkarte in einem ersten Lochkartenleser 1 gesteuert wird, erzeugt etwa jede Sekunde eine neue digitale Grundzahl G. Diese Zahl wird durch den Stationsnummerngeber 4 definiert und

jo derartig verändert, daß am Ausgang der Recheneinheit 5 die momentan nur einer Station zugeordnete Kanalzahl K erscheint Falls hierbei K > 10 ist (bei z. B. 10 dem Netz zur Verfügung stehenden Frequenzen), wird z.B. die erste Ziffer unterdrückt (z.B. 12 = 2).

Über einen Speicher 7 und einen Codierer 8, der ebenfalls mittels einer Lochkarte in einem zweiten Lochkartenleser 9 gesteuert werden kann, wird aus der Kanalzahl K die Betriebsfrequsnz am Synthesizer 10 eingestellt.

Im »Ruhezustand« stehen alle Stationen auf Empfang, wobei ihre Frequenzen in zeitlicher Reihenfolge dem angenommenen Frequenzplan nach F i g. 2 entsprechen sollen. Alle Stationen prüfen so die für das Nachrichtennetz zur Verfugung stehenden RF-Kanäle durch und stellen dabei fest, welche RF-Kanäle belegt sind bzw. ob sie gerufen werden, wobei die Umschaltung vom einen auf den anderen RF-Kanal für alle Teilnehmer zeitsynchronisiert, jedoch vorzugsweise individuell unterschiedlich ist Eine Trägerfrequenz wird nur bei Aufnahme einer Verbindung auf einem freien Kanal abgestrahlt. Wenn z. B. die Station 1 eine Nachricht an die Station 2 abgeben will, so wird mit Betätigung der Sendetaste die Station 1 vom Empfang E auf Senden 5 umgeschaltet und statt des Stations-Nummerngebers 4 der Stationswähler 3 auf die Recheneinheit 5 geschaltet. Am Stationswählrr 3 wird die Nummer 2 der gewünschten Gegenstation eingestellt (z. B. mittels Wählscheibe eines Fernsprechers), so daß nunmehr diese am Synthesizer 10 erzeugten und auf den Sender

mi in zeitlicher Reihenfolge gegebenen Frequenzen sowohl in der Frequenz als auch im Zeittakt mit den Empfangsfrequenzen der Station 2 identisch sird. Auf bereits von anderen Stationen belegten RF-Kanälen erfolgt dabei selbstverständlich kein Ruf. Zur Erhöhung

fti der Sicherheit beim Aufbau der Verbindung kann während der Anrufpiiase mit sehr kleiner Bitrale in Verbindung mit schmalen ZF-Filtern gearbeitet werden, damit durch die damit verbundene Vergrößerung des

Geräuschabstandes und die geringeren Signalverzerrungen überhaupt ersteinmal eine Kontaktaufnahme stattfinden kann.

Bei Aufnahme einer Frequenzsprungfolge von /. B. t s kann erwartet werden, daß nach spätestens η χ I s — wobei η die Anzahl der zur Verfügung stehenden Frequenzen (RF-Kanäle) angibt —, der Ruf von der Station 2 spätestens empfangen wurde. Die ersten Zeichen eines Rufes beinhalten die codierte Angabe des Absenders, die auf der Station 2 den Absender /.. B. auf einem Lampentableau 14 signalisieren. Diese Codierung und Anzeige soll eine Sicherheit geben, daß der empfangene Sender zum eigenen Nachrichtennet/, gehört. Auf der Station 2 ist am Ausgang des Empfängers ein Auswerter 12 mit Speicher angeschlossen, der aus den benutzbaren Frequenzen die optimale Frequenz für die Richtung 1 —2 (Station I nach Station 2) mich entsprechenden Kriterien sowie die belegten

chert. Außerdem kann hier vorteilhaft gleichzeitig die zentrale Regeneration der Digitalsignale untergebracht werden. Nach Ablauf des Rufes von Station 1 schallet Station 2 auf Senden — Station 1 auf »Empfang« — und durchfährt ebenfalls alle zur Verfugung stehenden Frequenzen, wobei jeweils die Kennung und die ermittelten brauchbaren Frequenzen 1—2 mitgeteilt werden. Der Auswerter 12 auf der Station I stellt jetzt die für die Richtung 2— I brauchbaren Frequenzen fest, die mit 1 -2 übereinstimmen können und speichert sie. und der Decodierer 13 speichert die für die Richtung 1-2 als Sendefrequenzen brauchbaren Frequenzen. Nur wird vor Beginn der Nachrichtenübermittlung von Station I zu Station 2 die Frequenz für die Verbindung 2- I mitgeteilt, die auf der Station 2 im Decodierer 13 gespeichert wird. Wird nun der Umschalter 6 betätigt, so wird der Synthesizer 10 nach den Kriterien des Auswerters 12 (bei Empfang) bzw. des Decodierers 13 (beim Senden) gesteuert und nicht mehr vom Synchrongenerator 2. Dieser läuft jedoch weiter, so daß nach Auflösung der Verbindung die Stationen I und 2 wieder synchron mit den anderen Stationen laufen. Durch diese Hin- und Rückübermittlung wird sichergestellt, daß für beide Richtungen im Rahmen der Datensicherung optimale und ungestörte RF-Kanäle benutzt werden.

Treten während der Nachrichtenübertragung innerhalb des RF-Kanals z. B. diskrete Störungen auf. die z. B. mit den bekannten Verfahren der Datensicherung erkannt und der sendenden Station zurückgemeldet werden können, dann ergeben sich je nach Art der Signalübertragungsaufgabe mehrere Möglichkeiten für eine Systemorganisation zur Bereinigung dieses Problems.

So kann erst einmal durch eine Reduzierung des Datenflusses und damit der belegten RF-Bandbreite versucht werden, die Störfrequenz auszublenden. Dabei kann die Bandbreite einmal durch Umschaltung der ZF-Filter im Sender und/oder im Empfänger verringert und zum anderen durch entsprechende Beeinflussung des Synthesizers die Nennfrequenz innerhalb des RF-Kanals verschoben werden. Durch diese gezielte Mehrfachausnutzung des RF-Kanals mit reduzierter Bandbreite wird es somit möglich, die Sicherheit der Datenübertragung wesentlich zu steigern insbesondere dann, wenn am Empfangsort in vorprogrammierter Form ermittelt wird, welche Teilbereiche ungestört sind und dies auf dem Rückkanal dem »Sender« mitgeteilt

Parallel mit der Verringerung der Bandbreite des Signalspektrums im Sender und Empfänger wird be Übertragung digitaler Nachrichten die Übertragungs geschwindigkeit entsprechend reduziert und übe Geschwindigkeitswiindler 11 bzw. 15 am Dateneinganj DE (.Senderichtung) uiul am Dutcnausgang D/ (Empfanpsrichtung) werden die Datenendgeräte ent sprechend angepaßt. Führt die Begrenzung de Bandbreite nicht /u einer Eliminierung des Störers ode ist wegen der Ühertragungsaufgabe nicht zulässig, si kann automatisch ein Frequenzwechsel eingeleite werden. Dabei ist es möglich, die Benutzbarkeit eine anderen Frequenzbandes entweder erst beim Auftretei der Störung im benutzten Frequenzband oder schoi vorher während der Datenübertragung durch gezielt! Tests sicherzustellen. Dabei ist es zwar auch grundsälz lieh möglich, während der Datenübertragung eini zweite Gerätcgarniiur ähnlich wie beim Verbindungs aufbau fortwährend die freien verfügbaren RF-Kanäli auf ihrp Rpnii!/}virlf nit hin nruipn vii laccpn iinH rta Ergebnis z. B der 1 Garnitur am Empfangsort zu Rückmeldung mitzuteilen, um ihr die Möglichkeit fü einen schnellen Frequenzwechscl auf eine brauchbar! Frequenz zu geben Wesentlich besser ist es jedoch grundsätzlich die Hit rate/pro Sek. im Gescliwindigkeits wandler 11 grundsätzlich gegenüber der zu übertragen den Nachrichten-Bitrate/pro Sek. um einen geringei Betrag /. B. 10"ι· hochzusetzen und damit die Möglich keil für Z'itlückcn /u schaffen, in denen — ohne daßdii Übertragungsaufgabe gestört wird — mit Hilfe eine kurzen eingeblendeten Testsignals die anderen RF-Ka näle auf ihre Benutzbarkeit hin geprüft werden können Der Empfänger, dem sowohl die Konfiguration de Testsignals wie der Frequen/plan zur Frequenzände rung bekannt ist — /. B. wie beim Verbindungsaufbau stellt die Übertragungsqualität fest, speichert da: Ergebnis ab und teilt über den Rückkanal dieses dei Partnerstation (Sender) mit. Am Empfangsort werdet dann im Geschwindigkeitswandler 15 durch Verlangsa mung der im »Funkfeld« vergrößerten Nachrichtenbit rate/sec. die Lücken für das Testprogramm zui Organisation des Übertragungssystems wieder gc schlossen und somit eine kontinuierliche, durch di( äelDstorganisation ungestörte Datenübertragung sichergestellt. Die im Rahmen der Selbstorganisatior erforderlichen Tests auf den anderen unbelegter RF-Kanälen sind vorzugsweise, bezogen auf die einzelnen Sendestationen des gesamten Netzes zeitlich gestaffelt vorzunehmen, um zu vermeiden, daß die Test! der einzelnen Nachrichtenverbindungen auf ihrer gemeinsamen RF-Reservekanälen sich wechselseitig stören. Die zeitliche Staffelung kann genau wie bei ^Aei Verbindungsaufnahme abhängig von der Stationsnum mer der sendenden Station herbeigeführt werden.

Dieses System eignet sich, solange eine wesentliche Bandbreitenreduktion nicht vorgenommen wird, sehi gut zur Übertragung von digitalen Nachrichten bis zi relativ hoher Baudzahl (z. B. 2400 bit/s). Demzufolge kann auch eine, im Speicher des Geschwindigkeitswand lers 11 am Dateneingang DE enthaltene Nachricht aul verschiedenen, für die Verbindung als brauchbai erkannten RF-Kanälen wiederholt werden. Ferner kanr dieser Speicher dazu verwendet werden, daß eine langsam einfließende Nachricht (mit z. B. 50 Band) ir zeitlich komprimierter Form auf einer oder mehrerer Frequenzen mit höherer Geschwindigkeit (ζ. Β 2400 Bit/s) übertragen wird.

Als ein weiterer Vorteil ist zu nennen, daß die Grundzahl G des Synchrongenerators 2 nach keinen*

festen Schema gebildet werden muß und außerdem z. B. über eine auswechselbare Lochkarte in dem ersten Lochkartenleser 1 geändert werden kann. Hierdurch kann eine beabsichtigte Störung der Nachrichtenverbindung erschwert werden.

In Fig. I ist als Antenne A eine Breitbandantenne angenommen. Bei Einsatz von F'eitschen-Antennen ist zusäui eh ein Antennen-Anpaßgerät erforderlich. Diese Antennen-Anpassung muß innerhalb der Einschwingzeit für Sender S und Empfänger E umschaltbar sein. Wenn dieses zu Schwierigkeiten führt, so können zwei Anpaßgeräte (nicht dargestellt) vorgesehen werden, von denen das eine jeweils in Betrieb ist und das andere vom Speicher 7 im voraus auf die neue Frequenz abgestimmt wird. Zum Umschalten der Antenne von Senden auf Empfang oder vom ersten Antennen-An-

paßgerät auf das zweite sind schnelle Leistungsschalter erforderlich.

Grundsätzlich können die Stationen auch für ΠιιρΙρχ-Potrieb ausgerüstet werden. In diesem Fall ist ein zweiter Synthesizer erforderlich und die Abstände der Sende- und Empfangs-Frequenzen untereinander sollten dann > 10% sein, wenn während der Sendephase auch ein Empfang möglich sein soll. Dieses Erfordernis entfällt jedoch dann, wenn durch eine entsprechende Logik in der Systemorganisation z. B. in 12 und/oder 13 sichergestellt wird, daß während der Empfangsphase nicht gesendet wird (Zeitlücke). Es werden für diese Fälle zusätzlich zwei Empfangsfilter benötigt, die wie die Antennen-Anpaßgeräte umgeschaltet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Funktelefoniesystem mit mehreren miteinander korrespondierenden, vorzugsweise als mobile Anlagen ausgebildeten Stationen, wobei den Stationen ί eine Anzahl diskreter Radio-Trägerfrequenzen zugeordnet sind, die in vorzugsweise periodischen Zeitabständen gewechselt werden, bei dem die Nachrichten mittels digitaler Signale, wie der Pulscode- oder Pulsdeltamodulation übertragen werden und jede Station eine elektronische Recheneinrichtung hat, in deren Speicher die Sende-Empfangsfrequenzen sämtlicher am System beteiligter Stationen als Frequenzwechselschema für einen größeren Zeitraum enthalten sind und bei dem bei is jeder Station eine eigene, schwingquarzkontrollierte Zeitmeßeinrichtung vorgesehen ist, die in Form eines Synchrongenerators die elektronische Rechenmaschine derart steuert, daß die Umschaltzeitpunkte des Frequenzwechselschemas eingehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Ausgangssignale des Synchrongenerators (2) in einer Recheneinheit (5) durch andere digitale Signale, die einem Teilnehmer des Nachrichtennetzes fest zugeordnet sind, derart beeinflußt werden, daß die Ausgangssignale der Recheneinheit (5) über einen Speicher (7) und einen Codierer (8) einen Synthesizer (10) steuern, dessen HF-Ausgänge die momentane Sende- und/oder Empfangsfrequenz der betreffenden Station bestimmen, so daß zu jedem Takt bei jeder Station eine andere Sende- und Empfangsfr jquenz resultiert, daß ferner die Stationen im Normalbetrieh auf Empfang eingestellt sind und bei einem gewollten Anruf auf Senden gestellt werden, wobei durch einen Schalter die Recheneinheit (S) auf einen Stationswähler (3) umgeschaltet wird, in dem die vorprogrammierten Umschalterprogramme der anzurufenden Stationen gespeichert sind, so daß bei Wahl der entsprechenden Stationskennziffer (z. B. mittels einer Wählscheibe) die vom -»o Synthesizer (10) in zeitlichen Reihenfolgen gegebenen Frequenzen sowohl in der Frequenz als auch im Zeittakt mit den Empfangsfrequenzen der angewählten Station identisch sind, daß ferner zur Überwachung der Übertragungsverhältnisse zwisehen den Stationen auf den ihnen jeweils zugeteilten Radiofrequenzkanälen Testsendungen durchgeführt sowie Testergebnisse ausgetauscht werden und hierzu an den Ausgang des eigentlichen Empfängers (EE) auf jeder Station ein Auswerter (12) mit to Speicher und Regenerator für die Digitalzeichen angeschlossen und weiterhin der Regenerator über seinen Ausgang mit einem ebenfalls einen Speicher aufweisenden Decodierer (13) verbunden ist, daß außerdem der Auswerter die jeweils für eine vorgesehene Verbindung günstigste Empfangsfrequenz und der Decodierer die von der Gegenstation übermittelte günstigste Sendefrequenz speichert und der Auswerter bei Empfang (E) und der Decodierer bei Senden (S)\m Zeitraum einwandfrei- eo er Übertragungsverhältnisse über einen Umschalter (6) die Einwirkung der Recheneinheit (5) auf den Synthesizer (10) unterbindet und damit der die Synthesizerfrequenz bestimmende Inhalt des Speichers (7) keine Veränderung mehr erfährt und daß μ bei auftretenden Übertragungsstörungen über den Umschalter (6) die Verbindung zwischen der Recheneinheit und dem Speicher zur Einstellung weiterer Frequenzen wieder hergestellt wird.

2. Funktelefoniesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei diskreten Störsignalen der Auswerter (12) eine Reduzierung der Bandbreite im Empfänger (EE) vornimmt und gleichzeitig einen Geschwindigkeitswandler (15) mit Speicher arn Datenausgang (DA) auf eine der reduzierten Bandbreite angepaßte Geschwindigkeit umsteuert.

3. Funktelefoniesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei diskreten Störsignalen der Decodierer (13) eine Reduzierung der Bandbreite im Sender (SE) vornimmt und gleichzeitig einen Geschwindigkeitswandler (11) mit Speicher am Dateneingang (DE) auf eine der reduzierten Bandbreite angepaßte Geschwindigkeit umsteuert

4. Funktelefoniesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduzierung der Bandbreite im Sender (SE) und/oder Empfänger (EE) durch Umschaltung von vorzugsweise ZF-Filtern geschieht oder daß zur Teilausnutzung des RF-Kanals die Nennfrequenz des Senders und/oder Empfängers im RF-Kanal verschoben und somit eine variable Bandbreiten-Einstellung erreicht wird.

5. Funktelefoniesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Auswerters (12) ein Lampentableau (14) angeschlossen ist, das aus der im Testsignal enthaltenen Codierung die rufende Gegenstelle anzeigt und sicherstellt, daß die empfangenen Signale von einer zum Nachrichtennetz gehörenden Station kommen.

6. Funktelefoniesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung schmalbandiger Antennen, z. B. Peitschen-Antenne, zur Anpassung des Senders (SE) an die Antenne (A) ein schnellumschaltbares Anpaßgerät verwendet wird, dessen Steuerleitung an den Ausgang des Codierers (8) angeschlossen wird oder daß zwei Anpaßgeräte zwischen den Sender und die Antenne wahlweise geschaltet werden, so daß jeweils das eine in Betrieb ist und das andere aus dem Speicher (7) auf den nächstfolgenden RF-Kanal vorprogrammiert wird.

7. Funktelefoniesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für Duplex-Betrieb für den Sende- und Empfangsweg getrennte Recheneinheiten (5), Umschalter (6), Speicher (7), Codierer (8) und Synthesizer (10) vorhanden sind.

8. Funktelefoniesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Duplex-Betrieb ein schnell umschaltbarer Empfangs-Bandpaß verwendet wird, dessen Steuerleitung an den Ausgang des Codierers (8) für den Empfangsweg angeschlossen wird oder daß zwei Empfangs-Bandpässe zwischen den Empfänger (EE) und die Antenne (A) wahlweise geschaltet werden, so daß jeweils der eine in Betrieb ist und der andere aus dem Speicher (7) für den Empfangsweg auf die nächstfolgende Frequenz vorprogrammiert wird.

9. Funktelefoniesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgenerator (2) und der Codierer (8) über ein digitales Signalgerät, z.B. Lochkartenleser (1, 9) gesteuert werden.