DE3508900A1 - Anordnung zur gewinnung eines schaltkriteriums aus einer feldstaerkemessung - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Anordnung zur Gewinnung eines Schaltkriteriums aus einer Feldstärkemessung Die Erfindung betrifft eine Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Bei Funkfeldern mit Frequenzen oberhalb 30 MHz erfolgt in weiten Bereichen die Funkversorgung vornehmlich über Reflexionen, d.h. am Empfänger steht keine direkte Feldkomponente vom Sender an. Es tritt das charakteristische Rayleigh Fading auf, dessen Interferenzeinbrüche im bewegten Empfänger Knacke usw. erzeugen und die Sprachverständlichkeit sowie die Telegrammauswertung verschlechtern, je mehr sich der Medianwert (50 % der Feldstärken oberhalb, 50 % unterhalb dieses Wertes per Definition) der Feldstär- ke der Empfängerschwelle nähert. Die Figur zeigt einen typischen Feldverlauf. In mehrzelligen Funknetzen mit mehreren Versorgungsfrequenzen, z.B. beim Zugfunk oder beim Autotelefon oder bei anderen Mobilfunknetzen, ist es erforderlich, ein Schaltkriterium in Abhängigkeit von der Qualität des Funkfeldes zu gewinnen, z.B. um die Suche nach einer besseren neuen Frequenz einzuleiten.
• Aus "Signal und Draht", Heft 7/8, 1971, 5. 117ff. ist eine Anordnung der eingangs genannten Art bekannt, welche beim Zugfunk zur Anwendung kommt. Diese Anordnung prüft laufend, ob während einer Zeidauer von 1,2 Sekunden eine störungsfreie Zeit von mindestens o,6 Sekunden vorliegt.
• Ist dies nicht der Fall, so wird auf die nächste Frequenz innerhalb einer Vierergruppe umgeschaltet. Die bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß sie temperaturabhängig ist und in manchen Funkfeldern zu früh und zu oft umschaltet.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die temperaturunabhängig ist und präzise auf jede gewünschte Schaltschwelle einstellbar ist.
• Die Erfindung ist im Patentanspruch gekennzeichnet. Sie beruht auf der Erkenntnis, daß im Rayleigh-Feld das Verhältnis von mittlerer Verbindungsdauer zu mittlerer Schwunddauer bei einer vorgegebenen Schwelle unterhalb des Medianwertes unabhängig ist von der Funkfrequenz und der Geschwindigkeit eines bewegten Empfängers.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figur und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Im Ausführungsbeispiel ist eine Funkfrequenz bei 450 MHz vorgesehen. Bei einer Schwelle von 2 pV Empfängerspannung soll ein Schaltkriterium abgegeben werden und eine Funkversorgung von 95 % gewährleistet sein (also 5 % mittlere Schwunddauer). Dies ist ungefähr der Fall, wenn der Medianwert um 12 dB über der Schwelle liegt. Diese Verhältnisse sind in der Figur eingezeichnet.
• Ein Mikroprozessor als Steuereinrichtung bewirkt eine quasi periodische Feldstärkemessung durch eine Feldstärkemeßeinrichtung. Liegt der Meßwert über einer Schwelle von z. B. 2 uV, so addiert eine Zähleinrichtung n Zählwerte in einen Akkumulator - in der Figur durch aufsteigende Treppenstufen angedeutet. Liegt der Meßwert unter der Schwelle, so subtrahiert die Zähleinrichtung k Zählwerte aus dem Akkumulator - in der Figur durch abfallende Treppenstufen angedeutet. Da die Schwundeinbrüche kürzer sind als die Verbindungszeiten, ist im Beispiel k > n zu wählen und so einzustellen, daß bei der gewünschten 95%-Versorgung an der Schwelle der Akkumulator auf einem Gleichgewichtsstand gehalten wird. Das zu wählende Verhältnis von k:n hängt auch von den zeitlichen Abständen der Feldstärkemessungen ab, ist aber durch Versuche leicht zu ermitteln. Es liegt im Ausführungsbeispiel, wo die Messungen lediglich in Abständen von etwa 10 msec durchgeführt wurden, zwischen 19:1 und 24:1.
• Damit bei deutlich über der Schwelle liegenden Feldstärkewerten der Akkumulatorstand nicht unbegrenzt ansteigt, wird ein maximaler Zählstand vorgegeben. Außerdem ist bei jedem Meßbeginn ein Startwert für den Zählstand in den Akkumulator zu laden. Die bestgeeigneten Werte sind leicht durch Versuche zu ermitteln und sind u.a. nach den statistischen Schwankungen des Zählstands um den Gleichgewichtszustand an der Schwelle herum zu bemessen.
• Im Ausführungsbeispiel beträgt der Startwert für den Zählstand des Akkumulators 128, für den maximalen Zählstand 255 Einheiten.
• Sinkt der Medianwert weiter ab, so daß der oben erläuterte Gleichgewichtszustand an der Schwelle nicht mehr gegeben ist, dann liegen die Feldstärkemeßwerte häufiger unter der Schwelle; der Akkumulator wird rasch entladen und bewirkt ein Schaltkriterium, sobald er vollständig entladen ist (Kreis und Pfeil in der Figur).
• Die erfindungsgemäße Anordnung ist präzise einstellbar und spricht sehr scharf an. Das Schaltkriterium kann z.B.
• verwendet werden, um bei linienförmigen Funkverbindungen (Zugfunk) einen Suchlauf nach einer besseren Versorgungsfrequenz auszulösen, oder um bei Autotelefonnetzen das Weiterreichen einer bestehenden Funkverbindung von einer Funkzelle zu einer benachbarten einzuleiten ("Hand-off"), oder um ein Kriterium bei der Signalisierung von Funkkanalqualitäten zu gewinnen usw.

Claims (4)

1. Patentansprüche 1. Anordnung zur Gewinnung eines Schaltkriteriums aus einer Feldstärkemessung, für Funkgeräte in Funkfeldern, bei denen die Funkversorgung vornehmlich über Reflexionen erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - eine Feldstärkemeßeinrichtung ist auf eine vorgegebene Schwelle eingestellt; - eine Steuereinrichtung bewirkt laufend Feldstärkemessungen durch die Feldstärkemeßeinrichtung zu quasi periodischen Zeitpunkten; - eine Zähleinrichtung mit einem Akkumulator addiert jedesmal n Zählwerte in den Akkumulator, wenn die gemessene Feldstärke über der Schwelle liegt und subtrahiert k Zählwerte aus dem Akkumulator, wenn die gemessene Feldstärke unter der Schwelle liegt, mit n,k = ganze Zahlen; - der Akkumulator weist einen vorgegebenen maximalen oder minimalen Zählstand auf; - aus einem vorgegebenen Zählstand wird ein Schaltkriterium abgeleitet.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Akkumulator bei Meßbeginn ein Startwert zugewiesen wird.
3. 3. Anordnung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählwerte n und k entsprechend den gewünschten Feldstärke- und Schaltkriterien gewählt sind.
4. 4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung in mobilen oder ortsfesten Funkstationen.