-
Die
Erfindung betrifft Senderanordnungen für Multikanalbetrieb und insbesondere
Anordnungen, bei denen ein Umschalten auf einen Reservesender erstrebenswert
ist.
-
Um
den direkten Verlust von Einnahmen und den Verlust von Teilnehmer-
oder Hörerloyalität zu verhindern,
umfassen die meisten kommerziellen Rundfunk- und Fernsehsenderanordnungen
irgendeine Vorkehrung für
fortdauerndes Senden, auch wenn ein Teil des regulären Senders
ausgefallen ist. Mitunter werden ein gesamter Zweitsender und -modulator
bereitgestellt. Allerdings sind derartige Anordnungen ziemlich teuer,
weshalb eine gängige
Anordnung einen Reservesender mit weniger als der Hälfte der
Leistung des Hauptsenders umfasst. Die Antennenanschlüsse und
Tiefpegelsignalinputs müssen
für gewöhnlich von
einem Sender zum anderen gewechselt werden, und der Reservesender kann
eine beträchtliche
Aufwärmzeit
erfordern, um einen stabilen Betrieb vorzusehen. Dies erschwert eine
automatische Umschaltung und verursacht eine unerwünscht lange
Dienstunterbrechung.
-
US 4,274,156 sieht einen
Monitor für
einen HF-Sender
vor, welcher das Auftreten von Störzuständen erkennt und automatisch
jedes Mal, wenn ein derartiger Störzustand erkannt wird, den
ausgefallenen Sender abschaltet und den Reservesender einschaltet.
-
Gemäß der Erfindung
umfasst eine Multikanalsendeanordnung zwei Sender, von denen jeder
im Normalbetrieb einen Block von Signalen für etwa die Hälfte der
gesamten Bandbreite zu einem Kommunikationsgerät, beispielsweise einem Kabel,
einem Wellenleiter oder einer Antenne, überträgt; wenn die Kanäle gleichartig
sind, überträgt jeder
die Hälfte
der Kanäle.
Beim Ausfall eines der Sender werden die Signale für den Block
oder die Kanäle,
welche dieser übertrug,
dem anderen Sender bereitgestellt, der dann alle Kanäle überträgt. Vorzugsweise
bleibt die Leistung, welche je Kanal übertragen wird, im Wesentlichen
unverändert,
wenngleich es eventuell nicht möglich
oder durchführbar
ist, einen Anstieg der Verzerrung zu vermeiden. Alternativ dazu
kann der Leistungspegel je Kanal reduziert werden.
-
Im
Normalbetrieb kann ein Block von Kanälen die untere Hälfte eines
Bandes belegen, und der andere Block belegt die obere Hälfte. Eine
alternative Ausführungsform
bedient sich zweier Blöcke
mit verschachtelten Kanälen,
wobei jeder Block über
nahezu das gesamte selbe Band ausgedehnt ist.
-
Da
Hochpegelschalten von Antennenanschlüssen nicht erforderlich ist,
ist eine Anordnung gemäß der Erfindung
relativ einfach zu automatisieren und es geht keine Aufwärmzeit verloren.
-
Jedes
Mal, wenn im Normalbetrieb jeder Sender unter seiner maximalen Ausgangsleistung betrieben
wird, beispielsweise um die Betriebslebensdauer zu verbessern oder
die Verzerrung zu reduzieren, ist es für gewöhnlich durchführbar, dass
der Reservemodus eine Übertragung
mit demselben Leistungspegel je Kanal bereitstellt, so dass die
Versorgungsbereichsdeckung nicht reduziert wird. Dies ist insbesondere
anwendbar, wenn eine adaptive Leistungsregelung verwendet wird,
um die Sendeleistung zu variieren, um zeitvariable Veränderungen in
der Signalausbreitung über
den Versorgungsbereich zu berücksichtigen,
und von den Sendern kann erwartet werden, dass sie normal, deutlich
unter der Sättigung
betrieben werden.
-
In
Situationen, in denen die Signaldämpfung im Versorgungsbereich
im Verlauf eines Jahres stark schwankt, können es Senderbetriebskostenüberlegungen
erstrebenswert machen, das System derart zu betreiben, dass, wenn
eine minimale Senderleistung ausreicht, es möglich ist, einen Sender auszuschalten
oder in einen Standby-Modus zu setzen und den Schalter zu verwenden,
um alle Kanäle
auf den anderen Sender zu legen. In Fällen, bei denen diese Betriebsart
ansonsten durchführbar
ist, ist eine bedeutende Überlegung
die Zeit, welche erforderlich ist, um den Sender, der gerade nicht
aktiv verwendet wird, zu aktivieren, aufzuwärmen oder zu stabilisieren,
so dass eine hohe Dienstzuverlässigkeit
aufrechterhalten werden kann.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
bedient die Sendeanordnung eine Vielzahl von Fernseh- oder ähnlichen
Breitbandkanälen
auf Frequenzen über
10 bis 12 GHz, beispielsweise ein 1 GHz-Band zwischen 27,5 und 28,5
GHz. Für
Ausgangsleistungen von 120 Watt je Block stellt eine Wanderfeldröhre für jeden
Block von 25 FM-Kanälen eine
ausreichende Leistung je Kanal bereit, um einem Rundstrahlsendebereich
von bis zu einem Radius von 3 Meilen vorzusehen. Im Normalbetrieb überträgt die Unterfrequenzröhre Kanäle 1–25 bei
27,5 bis 28,0 GHz, und die obere Röhre überträgt Kanäle 26–50 auf 28,0 bis 28,5 GHz.
-
Bei
einer anderen Ausführungsform
umfasst jeder Sender eine Mehrzahl von Festkörperverstärkungs- oder -misch/verstärkungs-Geräten, die
mit einem oder einer gleichartigen Vielzahl von Antennenelementen
verbunden sind. In Fällen,
in denen jedes derartige Gerät
für gewöhnlich eine
Leistung für
einen kleinen Frequenzblock oder entsprechenden Kanal von einer
großen
Anzahl von Kanälen,
die übertragen
werden, bereitstellt, würde
dann im Standby-Betrieb
jedes Gerät
zwei derartige Blöcke
oder Kanäle übertragen.
-
Wenn
man ein gewisses Maß an
zusätzlicher Komplexität in Kauf
nimmt, kann derselbe Erfindungsgedanke auf Situationen angewandt
werden, bei denen es erstrebenswert ist, über mehr als zwei Verstärker zu
verfügen,
welche jeweilige Abschnitte des Spektrums bedienen, wobei bei Ausfall
oder schwacher Leistung eines davon, dieser Abschnitt unter den
anderen aufgeteilt werden kann oder in seiner Gesamtheit dem durch
einen anderen übertragenen
Block hinzugefügt
werden kann.
-
1 ist
eine schematische Abbildung einer Zellensendeanordnung gemäß der Erfindung,
und
-
2 ist
eine schematische Abbildung einer Schaltanordnung zur Verwendung
bei der Erfindung.
-
Das
schematisch in 1 dargestellte System umfasst
zwei Vielzahlen von Signalquellen 10 und 11, welche
jeweils in Modulatoren 20 und 21 moduliert und
kombiniert werden, um Signalblöcke 22 und 23 bereitzustellen.
Jeder Signalblock kann Kanäle
von verschiedenen Typen, Modulationseigenschaften und individueller
Bandbreite umfassen oder könnte
ein einziger Breitbandkanal sein; es ist nicht erforderlich, dass
mehr als eine Signalquelle 10 oder 11 beteiligt
ist. Tatsächlich
könnten
die kombinierten Blöcke 22 und 23 ein
Ultrabreitband-Programmmaterial darstellen, welches auf Grund von
Grenzen der Sender- oder Empfängertechnologie
oder aus irgendeinem anderen Grund vorzugsweise in zwei Teilen über entsprechende
Sender übertragen
wird.
-
Die
Signalblöcke 22 und 23 werden
jeweils zu einem Hauptkoppler 30 und einem Reservekoppler 31 eingegeben.
Diese Koppler sind für
gewöhnlich identisch
und können
einfache Signalkombiniergeräte
oder aktive Geräte
wie Frequenzumwandler sein. Jeder Koppler weist zwei Outputs auf,
wobei einer Signale enthält,
die Block 22 entsprechen, und der andere Signale enthält, die
Block 23 entsprechen. Die vier Outputs werden einem Schalter 40 eingespeist, welcher
für gewöhnlich automatisch
elektrisch gesteuert würde.
Der Schalter weist zwei Outputs auf, wobei einer Signale zum Sender 50 und
der andere zum Sender 51 bereit stellt. Der Output des Senders 50 wird
der Antenne 52 zugeführt,
und der Output des Senders 51 wird der Antenne 53 zugeführt. Selbstverständlich können, wo
dies technisch machbar ist, die Ausgänge beider Sender einer Antenne zugeführt werden,
solange ein Ausfall eines Senders den anderen infolge von Kopplung
durch die Antenne oder deren Speisung nicht belastet.
-
Eine
Steuerung 60 ist angeschlossen, um den Verlust des Outputs
von einem beliebigen der beiden Sender 50 und 51 zu
erfassen. Die Erfassung ist als von der entsprechenden Antenne 52 und 53 kommend
dargestellt, es wird jedoch klar sein, dass ein Verlust des Senderoutputs
an anderen Orten innerhalb der Sender- und Speisungskombination
oder von der Antenne entfernt erfasst werden kann. Die Steuerung 60 weist
einen Output auf, welcher angeschlossen ist, um den Betätigung des
Schalters 40 zu bewirken.
-
Im
Normalbetrieb ist der Schalter 40 derart eingestellt, dass
die Output-Signale vom Hauptkoppler 30, welche Block 22 entsprechen,
zum Sender 50 eingegeben werden, und die Output-Signale
vom Hauptkoppler 31, welche Block 23 entsprechen,
zum Sender 51 eingegeben werden. Bei Verlust des Outputs
von einem der Sender (oder irgendeinem anderen Ausfall, der sich
auf den Output von nur einem der Sender auswirkt) wird der Schalter 40 eingestellt, um
Signale von dem Reservekoppler 31 zu dem Sender zu koppeln,
dessen Output normal war.
-
Gemäß einem
anderen Merkmal der Erfindung kann die Steuerung 60 mit
einem adaptiven Leistungsregelungskreis verbunden werden, so dass der
adaptive Leistungsregelungskreis der Steuerung 60 das Output-Verlustsignal
zur Verfügung
stellt, oder kann die Sendeleistungsregelung verwenden, um beim
Schalten in den Standby-Modus automatisch eine Änderung der Ausgangsleistung
je Kanal herbeizuführen.
Der adaptive Leistungsregelungskreis kann einen oder mehrere Sensoren 70 umfassen,
die an verschiedenen Orten innerhalb des Senderversorgungsgebiets
vorgesehen sind und per Draht (z.B. Telefonleitungen, oder Telemetriesignale, beispielsweise „Trägerstrom" über lokale Stromleitungen)
oder Funk oder eine andere Verbindung zu einer Einheit 72 am
Ort des Senders senden. Die Einheit umfasst einen Regelabschnitt 74,
der Leistungsregelsignale bereitstellt; und einen Empfängerabschnitt 76,
der die Funksignale oder Signale einer anderen Verbindung von dem
Sensor oder den Sensoren empfängt.
Die Leistungspegelregelung ist als an den Sendern 50, 51 durchgeführt dargestellt.
Allerdings kann es je nach der Auswahl von Ausstattung und Modulations-
oder Frequenzwandlungsanordnung vorgezogen werden, den Senderleistungspegel durch
Beeinflussen von Kreisen in den Kopplern 30, 31 oder
Modulatoren 20, 21 zu regeln.
-
Die
Sensoren 70 können
an einem oder mehreren vorgegebenen festen Orten bereitgestellt werden.
Alternativ dazu können
einige oder alle der Normaldienstempfänger, beispielsweise kundeneigene
Endgeräte,
für einen
Zweiweg-Betrieb
ausgestattet sein. In diesem Fall können die Empfangsteile an jenen
dienstempfangenden Orten periodisch abgefragt werden, um ein Meldesignal
zu liefern, welches sich auf die Signalstärke bezieht, die an dem jeweiligen
Ort empfangen wird. In Fällen,
in denen eine Ausbreitung durch Regen stark beeinträchtigt wird, ermöglicht ein
derartiges System eine höhere
Wahrscheinlichkeit der Feststellung der Auswirkung kleiner intensiver
Regenzellen.
-
Die
in 2 dargestellte Schaltanordnung ist speziell für das Senden
einer großen
Anzahl von FM-Fernsehkanälen
mit einer Nennbandbreite von je 20 MHz ausgebildet. Natürlich können ein
oder mehrere Kanäle
eine breitere oder schmälere
Bandbreite aufweisen und können
digitale oder andere Signale mit unterschiedlichen Bit- oder Burst-Raten
tragen. Es besteht keine Notwendigkeit, dass die Anzahl von Kanälen oder
deren Beabstandung für
die beiden Blöcke
dieselbe sein muss.
-
Frequenzagile
Modulatorblöcke 120 und 121 enthalten
jeweils 25 einzelne Modulatoren, beispielsweise 120a, und
verwenden Inputsignale (nicht dargestellt), die Basisbandsignale
sein können
oder selbst Signale mit höherer
Frequenz wie ISDN- oder T-1- oder E-1-Signale sein können, und
modulieren diese auf unterschiedlichen Kanalfrequenzen. Die Outputs
der Modulatorblöcke 120, 121 sind
Signalblöcke 122, 123 zwischen
50 und 550 MHz, so dass insgesamt 1 GHz an Kanalplatz bereitgestellt
wird, ohne die Notwendigkeit von Modulatoren, welche auf oder oberhalb
von 1 GHz betrieben werden. Jeder dieser Blöcke wird zu einem Haupt-L-Band-Aufwärtswandler 130 und
einem Reserve-L-Band-Aufwärtswandler 131 eingegeben.
-
Bei
dieser Ausführungsform
sind die beiden Aufwärtswandler
identisch. Sie weisen entsprechende Outputs von zwei Signalblöcken 132, 134 und 133, 135 auf.
Die Blöcke 132 und 133 enthalten
Signale zwischen 2,1 GHz und 2,6 GHz, und die Blöcke 134 und 135 enthalten
Signale zwischen 2,6 GHz und 3,1 GHz. Die Blöcke 133 und 135 werden
dann in einem Koppler 137 kombiniert, um einen Block zwischen
2,1 GHz und 3,1 GHz zu bilden, und einer gemeinsamen Anschlussstelle
eines einpoligen Zweistellungs-Koaxialschalters 147 zugeführt, welcher Teil
eines elektrisch gesteuerten Schalters 140 mit drei unabhängigen Abschnitten
ist. Für
den Normalbetrieb über
einen normalerweise geschlossenen Kontaktsatz, dessen gemeinsamer
Kontakt an einen Mischer 156 eines Senders 150 angeschlossen
ist, verbindet ein Schalterabschnitt 142 den Block 132 mit
dem Input des Senders 150; gleicherweise verbindet der
Schalterabschnitt 144 über
einen normalerweise geschlossenen Kontaktsatz den Block 134 mit
einem Sender 151.
-
Falls
erfasst wird, dass der Sender 151 einen ungeeigneten oder
keinen Output aufweist, kann die Steuerung 160 bewirken,
dass der Schalter 142 betätigt wird, um den Input zum
Mischer 156 mit einem normalerweise offenen Kontakt zu
verbinden, welcher seinerseits mit einem normalerweise geschlossenen
Kontakt von Schalter 147 verbunden wird, wodurch die Signale,
welche die Blöcke 133 und 135 bilden,
dem Mischer 156 bereitgestellt werden. Zugleich wird der
Schalter 144 betätigt.
Der normalerweise offene Kontakt von Schalter 144 wird
mit einem normalerweise offenen Kontakt von Schalter 147 verbunden,
so dass der Input zum Sender 151 unterbrochen wird.
-
Falls
erfasst wird, dass der Sender 150 einen ungeeigneten oder
keinen Output aufweist, wird der Schalter 144 betätigt, um
den Input zum Sender 151 mit dem normalerweise offenen
Kontakt zu verbinden, welcher seinerseits mit dem normalerweise
offenen Kontakt von Schalter 147 verbunden wird. Zugleich
wird der Schalter 147 betätigt, um Signale von dem Koppler 137 mit
seinem normalerweise offenen Kontakt zu verbinden und dadurch die
Signale, welche die Blöcke 133 und 135 bilden,
dem Sender 151 bereitzustellen. Gleichzeitig wird der Schalter 142 zu dem
normalerweise offenen Kontakt, der mit dem normalerweise geschlossenen
Kontakt von Schalter 147 verbunden ist, gestellt, so dass
der Input zum Sender 150 unterbrochen wird.
-
Bei
dieser Ausführungsform
umfasst der Sender 150 einen Oszillator 155, der
mit dem Mischer 156 verbunden ist, um die L-Band-IF-Signale
auf das 27,5 bis 28,5 GHz-Band
aufwärtszuwandeln.
Die 28 GHz-Band-Signale werden dann in einem Wanderfeldröhrenverstärker 158 verstärkt, der an
die Antenne 152 angeschlossen ist.
-
Die
erfindungsgemäße Anordnung
ist verwendbar, unabhängig
davon, ob Senderverzerrungsunterdrückungstechniken eingebunden
sind oder nicht. Derartige Techniken können beispielsweise Vorwärtskopplung
oder Vorverzerrung umfassen.
-
Es
wird festgehalten, dass die bevorzugte Ausführungsform zur Übertragung über ein
kontinuierliches 1 GHz-Band
optimiert ist. Wenn Frequenzen, die für den Betrieb zugeteilt wurden,
nicht in einem lückenlosen
Band liegen, können
verschiedene Variationen vorgezogen werden. Beispielsweise können, wenn
eine Übertragung
von 27,5 bis 28,35 GHz und von 29,1 bis 29,25 GHz und eventuell
auch von 31 bis 31,3 GHz gestattet ist, praktische Einschränkungen
-hinsichtlich der Ausstattungen eine sorgfältige Optimierung erfordern.
Beispielsweise kann, wenn nur die beiden Frequenzbänder unter
30 GHz verwendet werden, vorgezogen werden, das IF-Band auf insgesamt
1,75 GHz auszudehnen und einen Abschnitt ohne Signal zu lassen.
Dies hat den Vorteil, dass nur eine Aufwärtswandlung erforderlich ist,
es erweitert jedoch das Passband, welches für das IF erforderlich ist,
erheblich. Alternativ dazu können
die Modulatoren eingestellt werden, um ein gerade ausreichendes
leeres Band zwischen jenen Kanälen
unter 28,35 GHz und den darüber
liegenden bereitzustellen, so dass scharfe Cutoff-Filter in dem Sender
in der Lage sind, die unteren Blöcke
zu einem Aufwärtswandler
(Mischer und Oszillator) und den oberen Block zu einem anderen Aufwärtswandler
zuzuführen.
Die letztere Methode erscheint geeigneter, wenn das Band oberhalb
von 30 GHz auch verwendet werden soll.
-
Viele
andere Variationen, die sich der Erfindung bedienen, werden einschlägig versierten
Fachleuten bei der Lektüre
dieser Anmeldung klar werden. Beispielsweise kann das oben beschriebene Split-Band,
bei dem drei etwas getrennte Frequenzblöcke verwendet werden, durch
Verwendung von mehr als zwei Sendeabschnitten optimiert werden, und
mit einem gewissen Mehraufwand kann jeder der oder ausgewählte der
Sendeteile Filter und andere Kreise aufweisen, die eine Übertragung
beim Betrieb im Ersatz-Modus auf Frequenzbändern, die von dem für gewöhnlich übertragenen
getrennt sind, ermöglichen.
Es wird klar sein, dass verschiedene Bänder und Kanäle nicht
nur unterschiedliche Bandbreiten aufweisen können, sondern deutlich verschiedene Signaltypen
enthalten können
oder verschieden moduliert sein können. Wenngleich dies von dem
Standpunkt der Komplexität
unerwünscht
ist, ist auch ein Ersatz-Betrieb, bei dem der hinzugefügte Block
mit einer anderen Polarisierung übertragen
wird, möglich.
Demgemäß sollte
der Umfang der Erfindung lediglich durch die beigelegten Ansprüche beschränkt sein.