-
Verfahren zum Umlegen eines Funkgespräches
-
1 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umlegen eines Funkgespräches
zwischen einem Funkteilnehmer einer beweglichen Fahrzeugstation in einem Funknetz
sowie einem Drahtteilnehmer des öffentlichen Fernsprechnetzes von einem festen FunkstUtzpunkt
zu einem anderen festen Funkstützpunkt höherer Empfangaspannung in einem Funknetz
mit Funkverkehrsbereichen mit je mehreren Duplex-Sprechkanälen.
-
Zur Planung eines Funknetzes muß das an verschiedenen Stellen des
Funknetzes' zu erwartende Verkehrsaufkommen sowie die Anzahl der maximal zur Verfügung
stehenden Duplex-Sprechkanäle bekannt sein. Aufgabe der Planung ist es, die Grdße
der einzelnqn Funkverkehrsbereiche 80 festzulegen und die vorhandenen SFrechkanäle
entsprechend dem Verkehrsaufkommen so aufzuteilen, dqß alle Funkverkehrsbereiche
gleichmäßig versorgt werden, damit in jedem Funkve kehrsbereich die Wahrscheinlichkeit,
daß eine.gewUnschte Funverbindung während der Hauptverkehrsstunde wegen Fehlens
eines freien Sprechkanales nicht hergestellt werden kann, annähernd gleich groß
ist.
-
Beträgt das Verkehrsaufkommen beispielsweise 100 Erlang und nimmt
man eine mittlere Cesprächsdauer von etwa 2 Minuten für ein Funkgespräch an, sowie
einen Verlust von etwa 5% für nicht zustandekommende Funkverbindungen, so sind für
die Bewältigung des Verkehrsaufkommens etwa einhundertsechs Duplex-Sprechkanäle
erforderlich. Liegt im Funknetz ein Geschäftszentrum, das schon ein Verkehrsaufkommen
von 55 Erlang hat, so müssen zum Abwickeln dieses Fernsprechaufkommens bereits zweiundsechzig
der verfügbaren einhundertzehn Sprechkanäle eingesetzt werden. Unterteilt man das
Funknetz in Funkverkehrsbereiche, wobei um einen als Sechseck gedachten Funkverkehrsbereich
sechs gleichgroße Funkverkehrsbereiche
angrenzen und teilt man
jedem Funtverkehrsbereich vierzehn Sprechkanäle zu, so kann jeder Funkverkahrsbereich
bei gleichem Verlust von etwa 5 ein Verkehrsaufkommen von 10 Belang bewältigen.
Vorausgesetzt ist hierbei, daß sich das Verkehrsaufkommen auf die sieben Funkverkehrsbereiche
gleichmäßig aufteilt. Die Funkverkehrsbereiche selbst müssen hier so klein sein,
daß sie fast nur das tjeschäfts zentrum überdecken.
-
Lct man die weiteren Funkverkehrsbereichc des Funknetz ebenso roß
aus, so sind hier wegen des geringeren Verkehrsaufkommens zwar weniger Sprechkanäle
erforderlich, doch mu deren Zahl im Verhältnis zum Verkehrsaufkommen gröber gewählt
werden, wenn die Verluste die gleichen bleiben sollen. Beträgt das Verkehrsaufkommen
hier beispielsweise 2 Erlang, so sind bei einem Verlust von 5% je Funkverkehrsbereich
fünf Sprechkanäle bereitzustellen.
-
immt man an, daß das noch verbleibende Verkehrsaufkommen von 30 Erlang
sich auf weitere zwölf Funkverkehrshreiche gleichmäßig verteilt, die an die sechs
Funkverkehrsbereiche angrenzen, so ergibt sich ein Verkehrsaufkommen von 2,5 Erlang
je Funkverkehrsbereich. Um dieses Verkehrsaufkommen mit dem gleichen Verlust wie
in den anderen sieben Funkverkehrsbereichen abwickeln zu können, müssen jedem dieser
zwölf Funkverkehrsbereiche c weitere sechs Sprechkanäle zugeteilt werden. Für das
gesamte Funknetz sind demnach 7 x 14 + 12 x 6 = 170 Sprechkanäle und ebensoviele
Funksender und Empfänger erforderlich. Zur Verfügung stehen jedoch nur einhundertzehn
Duplex-Sprechkanäle, so daß der Funksprechverkehr nicht mit dem als zulässig angenommenen
Verlust abgewickelt werden kann.
-
Wählt man hingegen den Durchmesser des innersten Funkverkehrsbereiches
so, daß auf ihn 60 Erlang des gesamten Verkehrsaufkommen von 100 Erlang entfallen,
so müssen dafür sechsundsechzi
Sprechkanäle bereitgestellt werden.
Teilt man das restliche Verkehrsaufkommen von 40 Erlang auf die angrenzenden sechs
Funkverehrsbereiche gleichmäßig auf, so entfallen auf jeden Funkverkehrsbereich
6,7 Erlang, wozu je Funkverkehrsbereich elf Sprechkanäle erforderlich sind. Für
das gesamte Funknetz sind jetzt nur noch 66 + 6 x 11 = 132 Sprechkanäle und dementsprechend
die gleiche Zahl von,Funksendern und -empfängern erforderlich.
-
Größere Funkverkehrsbereiche bringen somit gegenüber kleineren, im
angenommenen Falle eine Einsparung von etwa 22% an Sprechkanälen sowie an Funksendern
und -empfängern.
-
Sind die von den festen Funkstützpunkten der Funkverkehrsbereiche
zu versorgendcn Flächen jedoch groß, kann der Fall eintreten, daß in einzelnen Teilbereichen
die Funkverständigung zwischen dem festen Funkstützpunkt und den im Funkverkehrsbereich
sich befindlichen beweglichen Funkstationen nur unvollkommen oder überhaupt nicht
möglich ist. Das Funkgespräch ist gestört bzw. fällt ganz aus. Um das Funkgespräch
weiterführen zu können, muß es zu einem Funkstützpunkt mit besseren Empfangs-| bedingungen
umgelegt werden. Das Umlegen des Funkgespräches soll hierbei ohne Mithilfe der Teilnehmer
oder einer Vermittlun-snerson durchgeführt werden und ferner nur einen gerin:Cn
zusätzlichen Schaltungsaufwand erfordern.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum
Umlegen eines Funkgespräches innerhalb eines Funkverkehrsbereiches anzugeben, das
selbsttätig arbeitet sowie nur einen geringen zusätzlichen Schaltungsaufwand verlangt.
Besonders geeignet ist das neue Verfahren für Funkverkehrsbereiche mit hügeligem
Gelände oder in Städten mit Hochhäusern sowie Unterführungen.
-
Die Erfindung öst diese Aufgabe mit den im Patentanspruch 1 angegebenen
Maßnahmen.
-
Vorteilhafte Ausbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sinil in den UnteransprUchen angegeben.
-
Das Verfahren nach der Erfindung und seine Arbeitsweise werden nachfolgend
anhand der. Figur beschrieben und näher erläutert.
-
Die Figur zeigt einen Funkverkehrsbereich eines Funknetz mit einem
Hauptfunkstützpunkt 1 zur Funkversorgung beispielsweise eines Stadtgebietes, in
dem ein Gebietsstreifen durch Hochhäuser 2 vom Hauptfunkstützpunkt 1 funkmäßig nicht
erreichbar ist. Um das im Funkschatten des Hauptfunkstützpunkten 1 liegende Gebiet
funkmäßig zu erreichen, ist erfindungsgemäß ein zusätzlicher fester Nebenfunkstützpunkt
1a vorgesehen, der so aufgestellt ist, daß er das im Funkschatten des llauptfunk
sätzpunktes 1 liegende Gebiet überdeckt. Gegebenenfalls können noch weitere feste
Funkstützpunkte, z.B. Ib, vorgesehen werden.
-
Der Nebenfunkstützpunkt 1a ist, um den Geräuschaufwand und damit die
osten herabzusetzen, nach einem weiteren Erfindungsgedanken mit weniger, dafür auf
alle Duplex-Sprechkanäle des Funkverkehrsbcreiches umschaltbare Funksender und -empfSnger
ausgestattet als dr Hauptfunkstützpunkt 1, der für jeden Sprechkanal des Funkverkehrsbereiches
einen eigenen Funksender und -empfänger besitzt. Ferner ist der Hauptfunkstützpunkt
1 noch mit einer Vergleichsschaltung 5 und einer Steuerschaltung 6 ausgerüstet.
-
Ein Funkgespräch zwischen einem festen Drahtteilnehmer 4 und der beweglichen
Fahrzcustation 3, die sich innerhalb des Rufbereiches des festen Hauptfunkstützpunktes
1 befindet, wird, ?ie bekannt, über Wählvermittlung sowie die tJberleitstelle, an
die der feste ;Iauptfunkstützpunkt 1 angeschlossen ist, auf einem dem Funkverkehrsbereich
zur Verfügung stehenden freien Duplex-Sprechkanal aufgebaut.
-
Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß ein nicht belegter freier
Funkempfänger des Nebenfunkstützpunktes 1a nacheinander alle Sprechkanäle seines
Funkverkehrsbereiches periodisch abtastet. . Gegebenenfalls kann der Beginn des
Abtastens beim ersten Belegen eines frcicn oprechkanales, durch die Steuerschaltung
6 des Hauptfunkstützpunktes 1 gestartet werden.
-
IIalt sich die Fahrzeugstation 3 an der angegebenen Stelle auf, liefert
der Funkempfänger des Nebenfunkstützpunktes 1a beim Abtasten des belegten Sprechkanales
keine oder nur eine kleine Empfangsspannung an die Vergleichsschaltung 5 des Hauptfunkstützpunktes
1, während dessen Funkempfänger eine hohe Empfangsepannung an die Vergleichsschaltung
5 liefert.
-
Bewegt sich die Fahrzeugstation 3, so nimmt mit zunehmender Entferung
vom Hauptfunkstützpunkt 1 die von dessen Funkempfänger an die Vergleichsschaltung
5 gelieferte Empfangsspannung ab und mit Annäherung an den Nebenfunkstützpnukt 1a
die von dessen Funkempfänger nach Abtasten des belegten Sprechkanales an die Vergleichsschaltung
5 gelieferte Empfangsspannung zu. Überschreitet die Empfangsspannung am Funkempfänger
des Nebenfunkstützpunktes 1a einen festgelegten Schwellwert, bleibt der Funkempfänger
des Nebenfunkstützpunktes 1 erfindungsgemäß auf diesen Sprechkanal aufgeschaltet.
Die Vergleichsschaltung 5 erhält jetzt von diesem Funkempfänger ebenso wie vom Funkempf'änger
des Hauptfunkstützpunktes 1 daucrnd eine Empfangsspannung, solange der Schwellwert
überschritten wird. Sinkt die Empfangsspannung des Funkempfängers des Hauptfunkstützpunktes
1 und somit die Empfangespannung an der Vergleichseinrichtung 5 etwa durch Abschattung
durch das liindernis 2 soweit ab, daß ein bestimmter Schtellwert unterschritten
wird, eo liefert die Vergleichseinrichtung 5 an die Steuerschaltung 6 des Hauptfunkstützpunktes
1 ein Steuersignal. Die Steuerschaltung 6 schaltet hierauf in der Überleitstellc
des Hauptfunkstützpunktes 1 die Drahverbindung vom Drahtteilnehmer 4 vom Hauptfunkstützpunkt
1 zum Nebenfunkstützpunkt 1a weiter und ver@nlaßt dort die Aufschaltung auf den
Duplex-Sprechkanal gleicher Frequenz sowie die Einschaltung des zu d em bereits
auC den Sprchkanal geschalteten Funkempfänger gehö,end en Funksenders und ferner
die Abschaltung des bisher eingeschalteten FunIjsenders im Hauptfunkstützpunkt 1.
Der Funkempfänger im Hauptfunkstützpunkt 1 bleibt eingeschaltet. Das Funkgespräch
kann somit nahezu unterbrechungsfrei über den Funksender und -empfänger des Nebenfunkstützpunktes
1 weitergeführt werden.
-
Verläßt die Fahrzeugstation 3 wieder das Funkschattengebiet, so steigt
die Empfangsspannung am Funkempfänger des Hauptfunkstützpnuktes 1, während gleichzeitig
mit zunehmender Entfernun- der Fahrzeugstation 3 vom Nebenfunkstützpunkt ia die
Empfangsspannung an dessen Funkempfänger abnimmt. Überwiegt wieder die Empfangsspannung
des Funkempfängers des Haputfunkstützpunktes 1 diejenige des Funkempfängers des
Nebenfunkstützpunktes, löst die Vergleichsschaltung 5 wiederum ein Steuersinal aus,
durch das die Rückschaltunt, der Verbindung vom Nebenfunkstützpunkt 1a zum Hauptfunkstützpunkt
1 in der beschriebenen Weise erfolgt. Es wird viieder der Funksender des Hauptfunkstützpunktes
1 eingeschaltet und derjenige des Nebenfunkstützpunktes 7a. abgeschaltet. Die Durchschaltung
vom Hauptfunkstützpunkt 1 zum Mebenfunkstützpunkt 1a wird wieder aufgehoben. Unterschreitet
die Empfangsspannung am Funkempfänger des Nebenfunkstützpunkt 1a den festgelegten
Schwellwert wieder, ta3tet dieser alle Sprechkanäle seines Funkverkehrobereiches
erneut ab. Stellt der alle Sprechlanäle seines Funkverkehrsbereiches abtastende
Funkempfänger erneut den gleichen oder einen anderen Sprechkanal fest, dessen Empfangaspannung
den Schwellwert Uberschreitet, bleibt er wieder auf diesem Sprechkanal aufgeschaltet.
-
In Fortbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist weiter vorgesehen,
daß die Vergleichsschaltung 5 jeweils nur dann ein Steuersignal an die Steuerschaltung
6 zum Umlegen eines Funkgespräches liefert, wenn die höhere Empfangsapannung der
Funkempfänger den festgelegten Schwellwert für eine vorgegebene Mindestzeit überschreitet.
Dadurch ist sichergestellt, daß kurzzeitige Spannungserhöhungen oder Spannungseinbrüche,
die beispielsweise durch Spannungsüberlagerungen infolge mehrfaches Reflexionen
auftreten, keine kurzzeitigen Umlegungen eines Funkgespräches bewirken. Kurzzeitige,
schnell aufeinanderfolgende Gesprüchsumlegungen werden damit sicher vermieden.
-
nn die Funkeender und empfänger des Nebenfunkstützpunkt Ia inmer nur
kurzzeitig eingeschaltet sind und zudem auch die Fahrzeugstationen 3, die sich im
Funkverkehrsbereich des Hauptfunkstütznunktes
1 aufhalten, nicht
alle gleichzeitig in das Funkschattengebiet des Nebenfunkstützpunktes 1a einfahren,
sind für den Nebenfunkstützpunkt 1a weniger Funksender und -empfänger erforderlich
als filr den linuptunkstützpunkt 1. Sind dem Funkverkehrsbereich beispielsweise
vierezig Duplex-Sprechkanäle zugeteilt und ist dementsprechend der Hauptfunkstützpunkt
1 mit vierzig Funksendern und -empfängern ausgerüstet, genüt es, den Nebenfunkstützpunkt
1a mit nur etwa fünf, dafür aber auf alle vierzig Sprechkanäle umschaltbaren Funksendern
und -empfängern auszurüsten.
-
Die Erfindung sieht weiter vor, daß stets nur einer der nicht belegten
Funkempfänger des Nebenfunkstützpunkt 1a alle Sprechkanäle des Funkverkehrsbereiches
nacheinander abtastet.
-
Ferner, daß nach dem Aufschalten eines Funksenders auf einen belegten
Sprechkanal, dessen Empfangsepannung den festgelegten Schwellwert für eine bestimmte
Zeit überschreitet, ein zweiter nqch nicht belegter Funkempfänger des Nebenfunkstützpunktes
1a a:ie Sprechkanäle des Funkverkehrsbereiches nacheinander abts tet. Durch besondere
Schaltmaßnahmen im Nebenfunkstützpunkt 1a ist dabei fichergestellt, daß dieser zweite
Funkempfänger beimAbtasten sich nicht ebenfalls auf einen belegten Sprechkanal,
auf dem bereits ein anderer Funkempfänger fest aufgeschaltet ist, gleichzeitig fest
aufschalten kann. Schaltet der erste Funkempfänger des Nebenfunkstützpunktes ia
wieder auf Abtasten aller Sprechkanäle um, wird der zweite Funkempftinger stillgesetzt.
-
,ine abgeänderte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
sieht vor, daß der alle Sprechkanäle des Funkverkehrsbereiches abtastende Funkempfänger
des Nebenfunkstützpunktes 1a nach dem Aufschalten auf einen belegten Sprechkanal,
dessen Empfangsspannung den festgelegten oberen Schwellwert überschreitet, ein Schaltkriterium
liefert, welches das dauernde Aufschalten eines zweiten Funkempfängers ds Nebenfunkstützpunktes
1a auf den belegten Sprechkanal veranlaßt und daß dieser zweite Funkempfänger, solange
seine Empfangsspannung einen festen Schteilwert überschreitet, auf dem belegten
Sprechkanal
aufgeschaltet bleibt, während der erste Funkempfänger
weiterhin alle Sprechkanäle dauernd abtastet. Aus den vom zweiten Funkempfänger
und den vom Funkempfänger des iauptfunkstützpunktes dauernd an die VergIeichsscbaltung
5 gelieferten Empfangsspannungen wählt hier die, analog einer Diversity-Auswählschaltung
arbeitende Vergleichsschaltung jeweils die höhere Empfangsspannung aus und liefert
ein Steuersignal für die Steuerschaltung 6. Diese veranlaßt, wie beschrieben, die
Umschaltung der Funkverbindung zu dem Funkempfänger mi der jeweils höheren Empfangsspannung.
Um eine Umschaltung der Funkverbindung bei nur sehr kurzzeitigen Spannungsschwankungen
zu vermeiden, ist auch hier ein Zeitglied vorgesehen, so daß eine Umschaltung nur
dann erfolgt, wenn eine der Empfangsspannungen eine Mindestzeit größer ist als die
andere.
-
In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dieses noch
so ausgebildet sein, daß außer dem festen Hauptfunkstützpunkt gleichzeitig mehrere
feste ebenfunkstützpunkte la, 1b, innerhalb eines Funkverkehrsbereiches vorgesehen
sind. In diesem Falle ist weiterhin vorgesehen, daß in jedem Nebenfunkstützpunkt
Ia, b, ein nicht belegter Funkempfänger alle Sprechkanäle seines Funkverkehrsbereiches
abtastet und je eine Empfangsspannung an die Vergleichsschaltung 5 des Hauptfunkstützpunktes
1 liefert. Die Vergleichsschaltung 5 ist in diesem Falle dann so ausgebildet, daß
sie die Empfangsspannungen aller Funkempfänger der Nebenfunkstützpunkte und des
Hauptfunkstützpunktes auswertet und aus ihnen jeweils denjenigen Funkempfänger wählt,
dessen Empfangsspannung für eine festgelegte Mindestzeit die höchste ist. Durch
das von der Vergleichsschaltung ausgelöste Steuersignal wird dann Uber die Steuerschaltung
die Umschaltung zum entsprechenden Nebenfunkstützpunkt, wie beschrieben, veranlaßt.
Im vorliegenden Falle ist es somit auch möglich, das Funkgespräch zwischen Nebenfunkstützpunkten
umzulegen.
-
Da die Fahrzeugstationen im allgemeinen immer nur kurzzeitig im Funkschatten-
des Hauptfunkstiftzpunktes 1 sich befinden, ist
es vertretbar,
daß sie während dieser Zeit keinen Funkruf vom hauptfunkstützpunkt 1 empfangen können.
Sollen sie denoch erreichbar sein, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfinudng
vorgesehen werden, daß ein Funksender des Nebenfunkstützpunktes 1a, dessen Funkempfänger
nicht auf einen belegten Sprechkanal oder auf Abtasten der Sprechkanale geschaltet
ist, vom Hauptfunkstützpunkt 1 zum Senden eines Selektivrufes über den Rufkanal
eingeschaltet wird.