HU215320B

HU215320B - Teljesítményelosztó hálózaton működő eljárás és távközlési rendszer a jelkioltódás hatásainak csökkentésére

Info

Publication number: HU215320B
Application number: HU9400085A
Authority: HU
Inventors: Kenneth C. Shuey
Original assignee: Abb Power T And D Co. Inc.
Priority date: 1991-07-12
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1998-11-30
Also published as: NO940083L; US5185591A; NO940083D0; HU9400085D0; EP0594755A1; EP0594755A4; NO305680B1; EP0594755B1; FI940119A; DK0594755T3; AU1712992A; ES2118136T3; HUT68072A; DE69225229D1; DE69225229T2; AU648171B2; FI940119A0; WO1993001660A1

Abstract

A találmány tárgya teljesítményelősztó hálózatőn működő eljárás éstávközlési rendszer a jelkiőltódás hatásainak csökkentésére. Arendszer adót (5) és vevőt (7) tartalmaz. Az adó (5) hárőm d rab,különböző vivőfrekvenciájú jelelőállító áramkört (6, 8, 10) főglalmagába, melyek egy-egy mődűlátőr (12, 14, 16) első bemenetére vannakcsatlakőztatva, azők másődik bemenetére a kimenőadat-előál ító eszközkimenete kapcsőlódik, a mődűlátőrők (12, 14, 16) kimenetei az erősítő(18) bemenetével vannak összekötve. A vevő (7) a jelelőállítóáramkörök (6, 8, 10) frekvenciájával megegyező frekvenci ra hangőltsávszűrőket (24, 26, 28) és azők kimenetére csatlakőztatőtt határőlóáramköröket (30, 32, 34) főglal magába, ahől a fenti frekvenciákmindegyike úgy van megválasztva, hőgy a teljesítményel sztó hálózategy adőtt helyén nem az összes vivőjel őltódik ki. A kimenő adatjelbináris adatjel, és a vivőjelek a kimenő bináris adatjellelfáziseltőlással vannak mődűlálva. A vivőjelek saját vivő a atátvitelisebességükkel vannak fáziseltőlással mődűlálva. A találmány szerinti eljárással kimenő adatjelet és több különbözőfrekvenciájú vivőjelet állítűnk elő, ahől az egyes vivőjelekmindegyikének frekvenciáját úgy választjűk meg, hőgy ne z összesvivőjel őltódjék ki a teljesítményelősztó hálózat űgyanazőn helyén,majd a vivőjeleket a kimenő adatjellel mődűláljűk és a mődűláltvivőjeleket egyidejűleg adjűk rá a teljesítményelősztó hál zatra többtávőli helyre történő tővábbításhőz, végül a vivőjeleket saját vivőadatátviteli sebességükkel a kimenő bináris adatjellel fáziseltőlássalmődűláljűk. ŕ

Description

A találmány tárgya teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszer jelkioltódás hatásainak csökkentésére, ahol a jelkioltódás a teljesítményelosztó hálózat mentén lévő helyeken lép fel a teljesítményelosztó hálózatra adott vivőjel visszaverődései következtében fellépő állóhullámok miatt.

A teljesítményelosztó hálózaton működő hírközlési rendszerek távoli helyek közötti hírközlés céljára jól ismertek a szakmában. Villamos közművek tipikusan alkalmaznak ilyen rendszereket kétirányú hírközlés biztosítására egy villamos áramot előállító állomás és távoli fogyasztói helyek, például lakások vagy irodaépületek között. Az ilyen teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszerek tipikusan úgy működnek, hogy egyetlen vivőjelet működtetnek egy kimenő adatjellel, és a modulált jelet adják rá az elosztóhálózatra, hogy a távoli helyre vigyék át. A modulált vivőjelet azután az elosztóhálózat mentén a távoli helyeken demodulálják, hogy visszanyeijék a kimenő adatjelet. így például egy villamos közmű, mely ilyen rendszert használ, mérési adatokat kaphat a fogyasztói helyszínekről anélkül, hogy szolgáltatószemélyzetet kellene a helyszínre küldeni.

Bizonyos távoli helyszínekről történő jelek vételével kapcsolatban azonban problémák merülnek fel, mivel a teljesítményelosztó hálózat tipikusan az egyik végénél nyitott áramkör, vagy más olyan körülmények miatt, melyek impedanciaillesztetlenségeket okoznak. Következésképpen az elosztóhálózat mentén tovahaladó egyetlen modulált vivőjel visszaverődik a nyitott áramkör végéről a nyitott áramkör következtében fellépő nagy impedanciaillesztetlenség miatt. A visszavert jel az ellenkező irányban halad ugyanolyan frekvenciával és összeadódik az átvitt jellel, és egy állóhullámot hoz létre az elosztóhálózat mentén. Ennek eredményeképp a modulált vivőjel amplitúdója kioltódik az elosztóhálózat mentén meghatározott helyeken, súlyosan akadályozva ezzel a jel vételét ezeken a meghatározott helyeken. Következésképpen például az ilyen rendszereket alkalmazó villamos közművek képtelenek arra, hogy az ezeken a meghatározott helyeken lévő fogyasztókkal kommunikáljanak.

A jelkioltódás ezen meghatározott helyei közötti távolság a vivőjel frekvenciájának a függvénye, és ebből következik, hogy a különböző frekvenciájú vivőjeleknél ugyanazon elosztóhálózat mentén különböző helyeken lép fel a jelkioltódás. Azonban mivel egy teljesítményelosztó hálózat hírközlési rendszerében tipikusan nagyszámú távoli hely van, néhány távoli helyen fellép a jelkioltódás, függetlenül attól, hogy milyen frekvenciájú vivőjelet használnak. Tehát a jelkioltódás problémája bizonyos távoli helyeken nem oldható meg egyszerűen azzal, hogy más vivőfrekvenciát használnak.

A problémára egy lehetséges megoldás az, hogy jelismétlőket alkalmaznak ezen meghatározott helyekhez közel a modulált vivőjel amplitúdójának a növelésére. Ilyen megoldást ismertetnek az US 4.357.598 számú szabadalmi leírásban egy háromfázisú teljesítményelosztó hálózaton működő hírközlési rendszerrel kapcsolatban. Jóllehet a jelismétlők látszólag megoldást nyújtanak a jelkioltódás problémájára a meghatározott helyeken, a jelismétlók utólagos hozzáadása a hírközlési rendszerhez növeli annak árát és bonyolultságát.

Továbbá a telepítéshez a jelismétlők számára az optimális helyek meghatározása fárasztó munkát követel meg.

Egy másik lehetséges megoldás a problémára az, hogy olyan eljárást alkalmaznak, melyet frekvenciaugratásnak neveznek. Ilyen eljárást ismertetnek egy elosztóhálózaton működő távközlési rendszerrel kapcsolatban az US 4.800.363 számú szabadalmi leírásban. A ffekvenciaugratási eljárás abból áll, hogy az egyetlen vivőjel frekvenciáját folyamatosan változtatják egy egyetlen vivős rendszerben. Mivel a jelkioltódás adott helyei a vivőjel frekvenciájának a függvényei, a jelkioltódás helyei folyamatosan változnak úgy, hogy minden egyes távoli helyet átlagosan egyformán jól elemek. Azonban egy adott időpontban bizonyos helyeken még mindig fellép a jelkioltódás. Továbbá a frekvenciaugratásos eljárás megvalósításához szükséges áramkör bonyolult, és szinkronizálást kell biztosítani az adók és a vevők között.

A fentiekből következik, hogy szükség van egy olyan elosztóhálózaton működő távközlési rendszerre és/vagy eljárásra az állóhullámok következtében fellépő jelkioltódás hatásainak csökkentésére, hogy ezzel biztosítsuk minden egyes távoli helyen az adatok folyamatos vételét. Ennek megfelelően a találmány egy olyan teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszerre vonatkozik, melynél a teljesítményelosztó hálózatra adott vivőjel visszaverődései által okozott állóhullámok következtében a teljesítményelosztó hálózat különböző helyein fellépő jeltörlődés hatásainak csökkentését valósítjuk meg. A találmány kielégíti a fent említett igényt, és kiküszöböli az ismert megoldásban benne rejlő korlátokat azzal, hogy ugyanazt a kimenő adatjelet moduláljuk több különböző frekvenciájú vivőjelre, és a modulált vivőjeleket egyidejűleg adjuk rá az elosztóhálózatra a távoli helyek felé történő átvitelre. A vivőjelfrekvenciákat úgy választjuk meg, hogy ne az összes vivőjel oltódjék ki ugyanazon a helyen az elosztóhálózat mentén. Tehát legalább egy vivőjelnek megfelelően nagy lesz az amplitúdója minden egyes távoli helyen, és ezzel elkerüljük annak a szükségességét, hogy jelismétlőket kelljen alkalmazni, és biztosítjuk az adatok folyamatos vételét minden egyes távoli helyen.

Röviden összefoglalva a találmány az elosztóhálózatra adott vivőjel visszaverődései által előidézett állóhullámok következtében az elosztóhálózat mentén meghatározott helyeken fellépő jelkioltódás hatásainak a csökkentésére szolgáló távközlési rendszerre vonatkozik, mely adót és vevőt tartalmaz, ahol az adó kimenőadat-előállító eszközt, ahhoz csatlakoztatott vivőjel-előállító áramkört és erősítőt tartalmaz, melynek kimenete a teljesítményelosztó hálózatra van csatlakoztatva, a vevő a teljesítményelosztó hálózattal összekötött erősítőt és demodulátort tartalmaz. Az adó legalább kettő, célszerűen három darab, különböző vivőfrekvenciájú jelelőállító áramkört foglal magába, melyek egy-egy modulátor első bemenetére vannak csatlakoztatva, azok második bemenetére a kimenőadat-előállító eszköz kimenete kapcsolódik, a modulátorok kimenetei az erősítő bemenetével

HU 215 320 Β vannak összekötve. A vevő a jelelőállító áramkörök frekvenciájával megegyező frekvenciára hangolt sávszűrőket és azok kimenetére csatlakoztatott határoló áramköröket foglal magába, ahol a fenti frekvenciák mindegyike úgy van megválasztva, hogy a teljesítményelosztó hálózat egy adott helyén nem az összes vivőjel oltódik ki. A kimenő adatjel bináris adatjel, és a vivőjelek a kimenő bináris adatjellel fáziseltolással vannak modulálva. A vivőjelek saját vivő adatátviteli sebességükkel vannak fáziseltolással modulálva.

Előnyös, ha a vivőjelek egy első vivőjelet, egy második vivőjelet és egy harmadik vivőjelet foglalnak magukba;

az első, második és harmadik vivőjelek frekvenciái rendre 9,615 kHz, 12,5 kHz, illetve 14,7 kHz.

Vevőeszközök vannak csatlakoztatva az elosztóhálózatra minden egyes távoli helyen. A vevőeszközök demodulálják a modulált vivőjeleket, és visszaállítják a bejövő adatjelet minden egyes demodulált jelből. Minden egyes bejövő adatjel a kimenő adatjel lényegi újraelőállítása.

A találmány egy előnyös kiviteli változatában minden egyes távoli helyen van egy adó is és egy vevő is az összes távoli hely közötti kétutas összeköttetés biztosítására. Az adó tartalmazza az adatelőállító eszközt, a jelelőállító eszközt, a modulálóeszközt és az erősítőeszközt, melyeket a fentiekben leírtunk. Hasonlóképpen a vevő tartalmazza a fentiekben leírt vevőeszközt.

A távközlési rendszer továbbá tartalmaz eszközöket az egyes bejövő adatjelek feldolgozására, hogy meghatározzuk, melyik bejövő adatjel a legpontosabb újraelőállítása a kimenő adatjelnek, és hogy kiválasszuk azt a bejövő adatjelet, amelyik a legpontosabb újraelőállítás. Egy más kiviteli változatban a távközlési rendszer tartalmaz továbbá eszközt az egyes bejövő adatjelek analizálására és a bejövő adatjelek analízisére alapuló összetett adatjel előállítására.

A fenti összefoglalás, valamint az előnyös kiviteli változat alább következő részletes leírása érthetőbb lesz, ha azt a mellékelt rajzokkal együtt olvassuk. A találmány szemléltetése kedvéért a rajzokon egy olyan kiviteli változatot mutatunk be, mely előnyös, belátható azonban, hogy a találmány nem korlátozódik a leírt speciális eljárásokra és műszeres megvalósításokra. A rajzon az

1. ábra egy találmány szerinti teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszer tömbvázlata, melynek több távoli helye van, és ezek mindegyikén van egy adó és egy vevő; a

2. ábra az 1. ábra szerinti adó és vevő részletes tömbvázlata; a

3. ábra egy egyetlen vivőjelfeszültség aplitúdójának a diagramja egy teljesítményelosztó hálózat különböző helyein, egy ismert távközlési rendszerben; a

4. ábra három vivőjelfeszültség amplitúdójának a jelalakja, melyek mindegyike különböző frekvenciájú, egyidejűleg vannak ugyanazok teljesítményelosztó hálózaton átvive, a találmánnyal összhangban, és az

5. ábra egy idődiagram, melyen három modulált vivőjel átvitelének indítását és befejezését mutatjuk be a találmány szerint.

A rajzokon az azonos hivatkozási jelekkel végig azonos elemeket jelöltünk. Az 1. ábrán a találmány szerinti távközlési rendszer egy előnyös kiviteli változatát szemléltetjük, melyen több 4 távoli hely számára kétirányú összeköttetést biztosítunk egy 2 teljesítményelosztó hálózaton keresztül, a találmánnyal összhangban. Mint az 1. ábrán látható, az előnyös kiviteli változatban minden egyes 4 távoli helyen egy 5 adó és egy 7 vevő található a kimenőjelek továbbítására, illetve a bejövőjelek vételére. A találmány oltalmi körén és szellemén belül azonban a 4 távoli helyek némelyikénél csak egy 7 vevővel rendelkeznek. Tehát a találmány szerinti távközlési rendszer nem korlátozódik kétirányú összeköttetésekre, hanem tartalmazhat egyirányú összeköttetést, kétirányú összeköttetést vagy mindkettőt. A találmány szerinti távközlési rendszer a jelkioltódások hatásait a 2 teljesítményelosztó hálózat mentén lévő helyeknél csökkenti, ezáltal biztosítja, hogy a kimenő adatjelek vehetők minden egyes 4 távoli helynél.

Az ismert megoldású elosztóhálózaton működő távközlési rendszereknél egy kimenő adatjelet tipikusan egyetlen szinuszos vivőjelre modulálnak, melynek bizonyos frekvenciája van. Ezután a modulált vivőjelet az elosztóhálózatra adják különböző távoli helyekre történő átvitel céljából. A távoli helyeken a modulált vivőjelet veszik és demodulálják, hogy helyreállítsák a kimenő adatjel újra-előállításához.

A teljesítményelosztó hálózatok tipikusan egyik végüknél nyitott áramkörök. Következésképpen egy elosztóhálózat mentén tovahaladó vivőjel visszaverődik a nyitott végnél a nagy impedanciaillesztetlenség miatt, amit a nyitott áramkör idéz elő. A visszavert jel ellenkező irányban terjed ugyanolyan frekvenciával, és hozzáadódik az eredeti vivőjelhez, így egy állóhullámot hoz létre az elosztóhálózat mentén. Ennek eredményeképp a vivőjel amplitúdója az elosztóhálózat mentén meghatározott helyeken kioltódik, amivel nagymértékben akadályozza a jel vételét ezeknél a meghatározott helyeknél, ezt a helyzetet szemléltetjük grafikusan a 3. ábrán. Ezen az ábrán egy 38 egyetlen vivőjel feszültségamplitúdóját ábrázoljuk egy teljesítményelosztó hálózat különböző helyein. Mint az ábrán látható, az állóhullám jelalak miatt a feszültség nagysága periodikusan kioltódik az elosztóhálózat mentén 39 rögzített helyeken. Ezeken a 39 rögzített helyeken a vevők nem képesek a kimenő adatjelet helyreállítani. Jelenleg ennek a problémának a megoldására (nem ábrázolt) jelismétlőket alkalmaznak, hogy a vivőjelet ezen 39 rögzített helyek közelében felerősítsék. Azonban a jelismétlők üzembe állítása drága, és az üzembeállítónak kell meghatároznia a jelismétlők számára a legjobb helyet.

Hogy elkerüljük a jelismétlők alkalmazásának szükségességét, a jelen találmánnyal felismertük, hogy mivel a jelkioltódás rögzített helyei közötti távolság a vivőjel frekvenciájának a függvénye, a különböző frekvenciájú vivőjelek jelkioltódása ugyanazon elosztóhá3

HU 215 320 Β lózat mentén különböző helyeken fog fellépni. A találmány szerinti távközlési rendszer és eljárás ennek az elvnek az előnyét úgy használja ki, hogy ugyanazon kimenő adatjelet több különböző frekvenciájú vivőjelre moduláljuk, és a modulált vivőjeleket egyidejűleg adjuk rá az elosztóhálózatra a 4 távoli helyekre történő átvitel céljából. A vivőjelfrekvenciákat úgy választjuk meg, hogy nem az összes vivőjel fog törlődni az elosztóhálózatnak egy adott helyén. Tehát legalább egy vivőjelnek elég nagy lesz az amplitúdója minden egyes 4 távoli helynél, és így nincs szükség jelismétlőkre.

A találmány elvét a 4. ábrán szemléltetjük grafikusan. A 4. ábrán 40, 42 és 44 vivőjeleknek különböző frekvenciáját úgy választottuk meg, hogy nem az összes 40, 42, illetve 44 vivőjel fog kioltódni az elosztóhálózat mentén ugyanazon a helyen. Ha most ezeket a 40, 42, illetve 44 vivőjeleket ugyanazon kimenő adattal moduláljuk és egyidejűleg adjuk rá az elosztóhálózatra, egy 46 jelamplitúdó lesz jelen az elosztóhálózat mentén minden egyes helyen.

A találmány szerinti távközlési rendszer egy előnyös kiviteli változatában a több 40,42, illetve 44 vivőjel frekvenciája 9,615 kHz, 12,5 kHz, illetve 14,7 kHz. Ezeket a frekvenciákat azért választottuk így meg, mivel a kísérletek azt mutatták, hogy nem az összes 40, 42, illetve 44 vivőjel fog kioltódni az elosztóhálózat ugyanazon helyén. A találmány tárgykörében jártas szakember számára azonban belátható, hogy jóllehet az előnyös kiviteli változatnál 9,615 kHz-t, 12,5 kHz-t és

14,7 kHz-es frekvenciákat választottunk, más frekvenciákat is lehet választani, feltéve, hogy nem az összes vivőjel fog kioltódni az elosztóhálózat mentén ugyanazon a helyen. Továbbá a találmány oltalmi körén és elvén belül van az, hogy három vivőjelnél többet vagy kevesebbet használjunk. Az előnyös kiviteli változatban a vivőfrekvenciák egyikét úgy választottuk meg, hogy az megegyezik egy meglévő egyetlen vivős távközlési rendszer vivőfrekvenciájával (melyet nem ábrázoltunk), hogy fenntartsuk a kompatibilitást az ilyen rendszerrel. így például az előnyös kiviteli változatban a 9,615 kHz-es legalacsonyabb frekvenciát úgy választottuk meg, hogy a távközlési rendszer kompatíbilis legyen egy olyan létező egyetlen vivős távközlési rendszerrel (melyet nem ábrázoltunk), mely 9,615 kHz-es vivőfrekvenciával működik. A találmány tárgykörében jártas szakember számára belátható, hogy léteznek olyan egyetlen vivős távközlési rendszerek is, melyek más frekvenciákkal működnek, és ennélfogva a legalacsonyabb frekvenciát ennek megfelelően meg lehet változtatni úgy, hogy az ilyen rendszerekkel való kompatibilitást fenntartsuk.

A továbbiakban a 2. ábrára hivatkozunk, melyen a találmány szerinti 5 adó, illetve a 7 vevő tömbvázlata látható. Mint azt az alábbiakban majd részletesebben ismertetjük, az 5 adó funkcionális felépítésének egy részét és a 7 vevő funkcionális felépítésének egy részét egy 36 mikrovezérlővel valósítjuk meg, melynek adatkimenete, első, második és harmadik mintavevő órajelbemenete, valamint első, második és harmadik modulált vivőbemenete van.

Az 5 adó adat-előállító eszközt, vivőjel-előállító eszközt, modulálóeszközt és erősítőeszközt tartalmaz. Az előnyös kiviteli változatban az adat-előállító eszközt a 36 mikrovezérlővel valósítjuk meg, mely egy olyan kimenő bináris adatjelet állít elő, melyet egy vagy több 4 távoli helyre kívánunk továbbítani. A találmány oltalmi körén és elvén belül azonban a 36 mikrovezérlő bármilyen formájú adatjelet előállíthat, például analóg adatjelet is.

A továbbiakban még mindig a 2. ábrára hivatkozunk, ahol látható, hogy az előnyös kiviteli változatban a vivőjel-előállító eszköz egy első, második és egy harmadik 6, 8, illetve 10 jelelőállító áramkört foglal magába, melyek egy első, második, illetve harmadik vivőjelet és egy első, második, illetve harmadik mintavevő órajelet állítanak elő. Mint azt már a fentiekben említettük, az előnyös kiviteli változatban az első, második és harmadik 40,42, illetve 44 vivőjelek frekvenciái 9,615 kHz, 12,5 kHz, illetve 14,7 kHz; a frekvenciákat úgy választottuk meg, hogy nem mind a három 40, 42, illetve 44 vivőjel oltódik ki a 2 teljesítményelosztó hálózatnak egy adott helyén. A mintavevő órajelek mindegyike egy bináris impulzussorozatot tartalmaz, melyeknek bitátviteli sebességei 72,8 bit/s, 76,22 bit/, illetve 73,5 bit/s. Mint azt a korábbiakban majd leírjuk, az órajelek jelzik azokat az adatátviteli sebességeket, melyeknél az egyes 40, 42, illetve 44 vivőjeleket modulálni fogjuk. A találmány tárgykörében jártas szakember számára belátható, hogy az órajelek bármilyen megfelelő átviteli sebességgel működhetnek, és nem korlátozódik megoldásunk az itt leírt átviteli sebességekre. Hasonlóképpen az első, második, illetve harmadik 6, 8, illetve 10 jelelőállító áramkör működésmódja jól ismert a szakemberek számára, és azokat számos különböző módon meg lehet valósítani. Anélkül, hogy a találmány oltalmi körétől és gondolatától eltérnénk, az első, második és harmadik 6, 8, illetve 10 jelelőállító áramkör megvalósítása nem korlátozódik egyetlen megvalósításra sem.

A továbbiakban ismét a 2. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy a modulálóeszköz egy első, második és egy harmadik 12, 14, illetve 16 modulátort tartalmaz. Minden egyes 12, 14, illetve 16 modulátornak van egy adatbemenete, egy vivőjelbemenete és egy modulált vivőjelkimenete. Az egyes 12, 14, illetve 16 modulátorok adatbemenetei a 36 mikrovezérlő adatkimenetével vannak összekötve oly módon, hogy minden egyes 12, 14, illetve 16 modulátor ugyanazon kimenő adatjelet veszi a 36 mikro vezérlőről. Az első, második, illetve harmadik 12, 14, 16 modulátorok vivőjel bemenetel az első, második, illetve harmadik 6, 8, illetve 10 jelelőállító áramkörök vivőjel kimeneteivel vannak összekötve, és azokból kapják az első, második, illetve harmadik 40, 42, illetve 44 vivőjelet. A 40, 42, 44 vivőjeleket ezután külön-külön moduláljuk a megfelelő 12, 14, illetve 16 modulátorokkal, és egy első, második, illetve harmadik modulált vivőjelet állítunk elő.

Az előnyös kiviteli változatban, ahol a kimenő adatjel egy bináris jel, az első, második, illetve harmadik 12, 14, 16 modulátorok fáziseltolásos (PSK) moduláto4

HU 215 320 Β rok, melyek külön-külön fáziseltolásos rendszerrel modulálják a megfelelő 40, 42, illetve 44 vivőjeleket ugyanazon kimenő adatjellel. Az előnyös kiviteli változatban az első, második, illetve harmadik 40, 42, 44 vivőjelek fáziseltolásos modulációját olyan adatátviteli sebességekkel hajtjuk végre, melyeket az első, második, illetve harmadik mintavevő órajelekkel határozunk meg. Tehát az első 40 vivőjelet 72,8 bit/s bitátviteli sebességű kimenő adatjellel moduláljuk fáziseltolással, a második 42 vivőjelet 76,22 bit/s bitátviteli sebességgel moduláljuk fáziseltolással; és a harmadik 44 vivőjelet pedig 73,5 bit/s bitátviteli sebességgel moduláljuk fáziseltolással. A továbbiakban röviden utalunk az 5. ábrára, ahol az első, második, illetve harmadik 48, 50, illetve 52 modulált vivőjel idődiagramját mutatjuk be, melyen látható, hogy míg minden egyes 48, 50, illetve 52 modulált vivőjelet egyidejűleg indítottunk, az átvitel különböző időkben fejeződik be a különböző adatátviteli sebességek következtében. A visszatérő válaszüzeneteket nem lehet addig kezdeményezni, amíg a leglassúbb átvitel (72,8 bit/s) be nem fejeződött. Hogy a meglévő egyetlen vivős távközlési rendszerekkel való kompatibilitást fenntartsuk, mindhárom átvitel kezdeményezésénél a bitidőzítés megegyezik az egyetlen vivős rendszer bitidőzítésével. Nyilvánvaló, hogy ha nincs egyetlen hordozós távközlési rendszer, a három átvitel kezdeményezésének bitidőzítése nem lenne ilyen szigorúan korlátozva.

A fáziseltolásos (PSK) modulációs eljárás, melyet a fentiekben ismertettünk, a szakemberek számára jól ismert, és egy ilyen eljárásnak a megvalósítására számos különböző mód van. Anélkül, hogy a találmány oltalmi körétől és gondolatától eltérnénk, az első, második és harmadik 12, 14, 16 modulátorok nem korlátozódnak egyik megvalósításra sem. Továbbá a találmány tárgykörében jártas szakember számára belátható, hogy a fáziseltolásos modulációtól eltérő eljárást is lehet használni, például ki-be billentyűzéses modulációt vagy frekvencia billentyűzéses modulációt.

Még mindig a 2. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy az első, második, illetve harmadik 12,14, illetve 16 modulátorok modulált vivőjel kimenetei erősítőeszközökkel vannak összekapcsolva, melyekkel a 48, 50, 52 modulált vivőjeleket erősítjük. Az előnyös kiviteli változatban az erősítőeszközök egy, a szakember számára jól ismert típusú szabványos 18 erősítőt foglalnak magukba. Ezért az egyszerűség kedvéért a 18 erősítő további leírását nem tartjuk szükségesnek, sem korlátozó jellegűnek. Mint azt a 2. ábrán szemléltettük, a 18 erősítőnek van egy kimenete, mely össze van kapcsolva a 2 teljesitményelosztó hálózattal, ezen keresztül egyidejűleg lehet a 2 teljesítményelosztó hálózatra ráadni a 48, 50, 52 modulált vivőjeleket, hogy azokat a 4 távoli helyekre továbbítsuk. A szakember számára belátható, hogy a 18 erősítő erősítését a szükséghez képest meg lehet változtatni, hogy elegendően nagy legyen az erősítése a különböző vonalhosszúságokhoz. Továbbá, anélkül, hogy a találmány oltalmi körétől és szellemétől eltérnénk, a 18 erősítőt az 5 adóból teljes egészében el is lehet hagyni.

Adási üzemmódban a 36 mikrovezérlő egy kimenő bináris adatjelet állít elő, melyet egy van több 4 távoli helyen kívánunk venni, és az adatjeleket minden egyes 12, 14, illetve 16 modulátora továbbítja. Az első, második és harmadik 6, 8, illetve 10 jelelőállító áramkörök előállítják a 9,615 kHz-es 12,5 kHz-es, illetve

14.7 kHz-es frekvenciájú első, második, illetve harmadik 40,42, illetve 44 vivőjeleket. A 40,42,44 vivőjeleket az első, második és harmadik 12, 14, 16 modulátorokra adjuk, melyek a 40, 42, 44 vivőjeleket fáziseltolással modulálják, ugyanazzal a kimenő adatjellel,

72.8 bit/s, 76,22 bit/s, illetve 73,5 bit/s bitátviteli sebességgel, és így egy első, második, illetve harmadik 48, 50, illetve 52 modulált vivőjeleket állítanak elő. A 48, 50, illetve 52 modulált vivőjeleket ezután a 18 erősítőre adjuk, mely felerősíti a jeleket, és egyidejűleg adja a jeleket a 2 teljesítményelosztó hálózatra, hogy azokat a 4 távoli hely(ek)re továbbítsuk. A vivőfrekvenciákat úgy választottuk meg, hogy ne az összes 48, 50, 52 modulált vivőjel oltódjon ki az elosztóhálózat mentén egy adott helyen, és így a kimenő adatjelet lényegében helyre lehet állítani minden egyes 4 távoli helynél, jelismétlők alkalmazása nélkül.

Ismét a 2. ábrára hivatkozunk, melyen látható, hogy a 7 vevő demodulátor eszközt és adatjelhelyreállító eszközt tartalmaz. Röviden, a 7 vevőt egy 4 távoli helyen alkalmazzuk a bejövő első, második és harmadik 48, 50 és 52 modulált vivőjel vételére, melyeket mint azt a fentiekben leírtuk valamilyen másik helyről vittünk át. A vétel után a bejövő első, második és harmadik 48, 50, illetve 52 modulált vivőjelet demoduláljuk, és azokból egy első, második, illetve harmadik bejövő adatjelet állítunk vissza. Minden egyes visszaállított adatjel ugyanannak a kimenő adatjelnek a reprodukciója. Azonban mivel a különböző vivőfrekvenciákat a jelkioltódás különbözőképpen befolyásolja egy adott helyen, a helyreállított adatjelek közül egyik egy pontosabb reprodukciója lesz a kimenő adatjelnek, mint a többiek. Következésképpen, mint azt az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk, az adathelyreállító eszköz határozza meg, hogy melyik helyreállított adatjel a legpontosabb reprodukciója a kimenő adatjelnek, vagy pedig egy, a mindhárom helyreállított adatjel analízisére alapuló összetett jelet állít elő.

A 7 vevő szerepének nagy részét a 36 mikrovezérlő tölti be, mint azt az alábbiakban majd leírjuk. Mindazonáltal, mint az a 2. ábrán látható, a demodulátoreszköz egy része tartalmaz egy 20 felüláteresztő szűrőt, mely a 2 teljesítményelosztó hálózattal van összekötve; egy másik 22 erősítő van összekötve a 20 felüláteresztő szűrővel; a 22 erősítővel pedig egy első, egy második és egy harmadik 24, 26, illetve 28 sávszűrő van összekapcsolva; míg az első, második, illetve harmadik 24, 26, illetve 28 sávszűrőkkel egy első, egy második, illetve egy harmadik 30, 32, illetve 34 határolóáramkör van összekapcsolva. Az első, második és harmadik 30, 32, 34 határolóáramkör kimenete a 36 mikrovezérlő első, második, illetve harmadik modulált vivőjel bemenetével van összekötve, mely mint azt az alábbiakban leírjuk, biztosítja a 7 vevő funkcióinak a többi részét.

HU 215 320 Β

Vételi üzemmódban a 20 felüláteresztő szűrő kiszűri az 50 vagy 60 Hz-es hálózati feszültséget, és lehetővé teszi az első, második és harmadik 48, 50 és 52 modulált vivőjelnek, hogy azon keresztül erősítés céljából a 22 erősítőre kerüljenek. A 20 felüláteresztő szűrőnek és a 22 erősítőnek a funkciója jól ismert a szakemberek számára, és ezeket sokféleképpen meg lehet valósítani. Anélkül, hogy a találmány oltalmi körétől és szellemétől eltérnénk, a 20 felüláteresztő szűrő és a 22 erősítő nem korlátozódik egyik megvalósításra sem. Ezután a 48, 50 és 52 modulált vivőjeleket az első, második, illetve harmadik 24, 26, 28 sávszűrőre adjuk, melyek az előnyös kiviteli változatban 9,615 kHz-re, 12,5 kHz-re, illetve 14,7 kHz-re vannak hangolva. Ezek a szűrők úgy működnek, hogy ez első, második, illetve harmadik 48, 50, 52 modulált vivőjelet szétválasztják a külön-külön végrehajtandó demodulációhoz. Ismét megjegyezzük, hogy az első, második és harmadik 24,26,28 sávszűrők szerkezeti felépítése és működése a szakemberek számára jól ismert, és azokat számos különböző módon meg lehet valósítani. Bármely ilyen megvalósítást lehet alkalmazni anélkül, hogy eltérnénk a találmány oltalmi körétől és szellemétől.

Az első, második és harmadik 48, 50, 52 modulált vivőjelet, melyeket a 24, 26, illetve 28 sávszűrőkkel szétválasztottunk, ezután az első, második és harmadik 30, 32, illetve 34 határoló áramkörre vezetjük, melyek a 48, 50, 52 modulált vivőjeleket a 36 mikrovezérlővel való demodulációhoz előkészítésképpen négyszögesítik. A 30,32, 34 határoló áramkörök működése és szerkezeti felépítése szintén jól ismert a szakemberek számára, és ezek az áramkörök nem korlátozódnak egyik megvalósításra sem. Ezután az első, második és harmadik 48, 50, 52 modulált vivőjeleket a 36 mikrovezérlőre adjuk a demodulációhoz.

Mint azt a fentiekben az 5 adó tárgyalásánál említettük, az előnyös kiviteli változatban a 48,50, 52 modulált vivőjeleket fáziseltolásos modulációs eljárással állítjuk elő, melynek során az első, második és harmadik 48,50, 52 modulált vivőjeleket 72,8 bit/s-os, 76,22 bit/s-os, illetve 73,5 bit/s-os adatátviteli sebességekkel egyenként fáziseltolással moduláljuk. Következésképpen az 5 adó előnyös kiviteli változatában a 36 mikrovezérlő fáziseltolásos demonstrációs eljárást alkalmaz az egyes bejövő 48, 50, 52 modulált vivőjelek egyenkénti demodulálására. Az első, második és harmadik mintavevő órajelet, mint azt a fentiekben megtárgyaltuk, a 36 mikrovezérlőre az első, második, illetve harmadik 6, 8, 10 jel előállító áramkörről továbbítjuk, melyek a 36 mikrovezérlőre a demodulácóhoz szükséges 72,8 bit/s, 76,22 bit/s, illetve 73,5 bit/s-os mintavételi sebességekkel táplálják a 36 mikrovezérlőt.

Az első, második és harmadik 48, 50 és 52 modulált vivőjel demodulációjának eredményeképp egy első, második és harmadik bejövő adatjelet állítunk helyre. Minden egyes helyreállított adatjel ugyanannak a kimenő adatjelnek a reprodukciója, és ennélfogva hasonlóképpen ezek is bináris adatjelek. Mint azt az előbbiekben megtárgyaltuk, amiatt, hogy a különböző hordozófrekvenciákat a jelkioltódás egy adott helyen különbözőképpen befolyásolja, a helyreállított adatjelek közül az egyik pontosabb reprodukciója lesz a kimenő adatjelnek, mint a többiek.

Az előnyös kiviteli példában a kimenő adatjel legpontosabb reprodukálásának az eléréséhez a 36 mikrovezérlő egymás után megvizsgálja az első, második és harmadik bejövő adatjel bitjeit, és többségi szavazási technikát alkalmaz egy összetett jel előállítására, mely a kimenő adatjelnek pontosabb reprodukciója, mint bármelyik bejövő adatjelé. Például tételezzük fel, hogy a kimenő adatjelben lévő bitsorozat (111011110...), és hogy a változó jelkioltódási fok miatt fellépett hibák következtében a vételi helyen az első, második és harmadik bejövő adatjelek bitjeinek a sorozata a következő: (111011010....), (110011110....), (111011110....). Az összetettjei, mely a három bejövő adatjel bitenként végzett többségi szavazására alapul, a következő: (111011110....), a kimenő adatjel pontos reprodukciója.

Egy másik lehetőség az, hogy egy összetettjei előállítása helyett a 36 mikrovezérlő el tudja dönteni, hogy melyik bejövő adatjel a legpontosabb reprodukciója a kimenő adatjelnek. Egy ilyen döntéshez valamilyen hibaérzékelési formára van szükség, például párosság hibaérzékelésre; a legpontosabb bejövő adatjel az a jel, melyben a legkevesebb hiba van. Belátható a szakemberek számára, hogy sok más módszer van a bináris jelátvitelben a hibák detektálására, és hogy bármilyen ilyen hibafeltárási módszert lehet alkalmazni anélkül, hogy a találmány oltalmi körétől és szellemétől eltérnénk.

Belátható továbbá a szakember számára az is, hogy az első, második és harmadik 48,50,52 modulált vivőjel demodulációját egy másik változatban úgy is végre lehet hajtani, hogy külön demoduláljuk az első, második és harmadik 48, 50, 52 modulált vivőjelet fáziseltolásos demodulátorokkal ahelyett, hogy a 36 mikrovezérlővel demodulálnánk. Például az első, második és harmadik 30, 32, 34 határolóáramkör kimeneteit (nem ábrázolt) első, második és harmadik fázistoló demodulátor bemenetelre lehet kötni. A fázistoló demodulátorok, mint amilyent például az US 4.311.964 számú szabadalmi leírásban ismertetnek, a szakterületen jól ismertek. A 36 mikrovezérlőt kizárólag a helyreállított adatjelek feldolgozására lehetne használni, mint azt a fentiekben leírtuk, és ezzel egyszerűsíteni lehet annak szerepét és szerkezeti kialakítását.

Ezenkívül, jóllehet a fentiekben leírt távközlési rendszert egy egyetlen elosztóhálózatban alkalmaztuk, belátható a szakember számára, hogy a teljesítményelosztó hálózatok gyakran több elosztóvonalat vagy fázisvezetőt alkalmaznak. A múltban az ismert távközlési rendszerekben, mint amilyet például az US 4.357.598 számú szabadalmi leírásban ismertetnek, megkísérelték a megbízhatóság növelését azzal, hogy egyetlen modulált vivőjelet vittek át minden egyes elosztóhálózaton, és ezzel a redundancia egy formáját alkalmazták. Belátható, hogy a jelen találmány az ilyen rendszerekkel kapcsolatban is alkalmazható lenne, mint azok továbbfejlesztése, mégpedig úgy, hogy a találmány szerinti 5 adókat és 7 vevőket a többvonalas rendszerekben minden egyes elosztóvonalhoz kapcsoljuk. Tehát ahelyett, hogy egyet6

HU 215 320 Β len modulált vivőjelet kellene átvinni minden egyes elosztóvonalon, mint az ismert megoldásoknál, több modulált vivőjelet kellene átvinni a találmánnyal összhangban minden egyes elosztóvonalon keresztül.

A fenti leírásból látható, hogy a találmány egy teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszerre és eljárásra vonatkozik, melyek az elosztóhálózat mentén lévő helyeken fellépő jelkioltódás hatásainak csökkentésére irányulnak, mely jelkioltódás az elosztóhálózatra adott vivőjel visszaverődései által előidézett állóhullámok következtében lép fel. A távközlési rendszer az ilyen hatásokat egy kimenő adatjel modulálásával csökkenti oly módon, hogy a kimenő adatjelet több vivőjelre modulálja, melyek különböző ffekvenciájúak, és ezek a frekvenciák oly módon vannak megválasztva, hogy nem az összes vivőjel oltódik ki az elosztóhálózat egyugyanazon helyén. A modulált vivőjeleket ezután egyidejűleg adjuk rá az elosztóhálózatra a távoli helyekhez történő továbbításhoz. A találmány szerinti távközlési rendszernél nincsen szükség az elosztóhálózat mentén jelismétlőkre, melyek drágák is lehetnek, és üzembe állításuk bonyolult. Belátható a szakemberek számára, hogy változtatásokat lehet a fentiekben ismertetett kiviteli változaton végrehajtani anélkül, hogy eltérnénk a találmány tág értelemben vett koncepciójától. Belátható ennélfogva, hogy a találmány nem korlátozódik az ismertetett speciális kiviteli változatra, célunk ehelyett mindazon módosításnak az oltalmazása, melyek a mellékelt igénypontokban megfogalmazott találmány oltalmi körében és szellemében benne foglaltatnak.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszer a teljesítményelosztó hálózat mentén lévő helyeken a teljesítményelosztó hálózatra adott vivőjel visszaverődései által okozott állóhullámok következtében fellépő jelkioltódás hatásainak csökkentésére, ahol a jelkioltódás helyei a vivőjel frekvenciájának függvényei, mely adót és vevőt tartalmaz, ahol az adó kimenőadat-előállító eszközt, ahhoz csatlakoztatott vivőjelelőállító áramkört és erősítőt tartalmaz, melynek kimenete a teljesítményelosztó hálózatra van csatlakoztatva, a vevő a teljesítményelosztó hálózattal összekötött erősítőt és demodulátort tartalmaz, azzal jellemezve, hogy

- az adó (5) legalább kettő, célszerűen három darab, különböző vivőfrekvenciájú jelelőállító áramkört (6, 8, 10) foglal magába, melyek egy-egy modulátor (12, 14,16) első bemenetére vannak csatlakoztatva, azok második bemenetére a kimenőadatelőállító eszköz kimenete kapcsolódik, a modulátorok (12, 14, 16) kimenetei az erősítő (18) bemenetével vannak összekötve;

- a vevő (7) a jelelőállító áramkörök (6, 68, 10) frekvenciájával megegyező frekvenciára hangolt sávszűrőket (24, 26, 28) és azok kimenetére csatlakoztatott határoló áramköröket (30, 32, 34) foglal magába, ahol a fenti frekvenciák mindegyike úgy van megválasztva, hogy a teljesítményelosztó hálózat egy adott helyén nem az összes vivőjel oltódik ki; továbbá

- a kimenő adatjel bináris adatjel, és a vivőjelek (40, 42, 44) a kimenő bináris adatjellel fáziseltolással vannak modulálva;

- a vivőjelek (40, 42, 44) saját vivő adatátviteli sebességükkel vannak fáziseltolással modulálva.
2. Az 1. igénypont szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a vivőjelek (40, 42, 44) egy első vivőjelet (40), egy második vivőjelet (42) és egy harmadik vivőjelet (44) foglalnak magukba.
3. A 2. igénypont szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy az első, második és harmadik vivőjelek (40, 42, 44) frekvenciái rendre 9,615 kHz, 12,5 kHz, illetve 14,7 kHz.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy az egyik vivőjel (40, 42, 44) frekvenciája megegyezik egy már létező, egy vivőjeles távközlési rendszer frekvenciájával, a meglévő távközlési rendszerrel való kompatibilitás fenntartásához.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy az egyes távoli helyeken (4) elhelyezett, a teljesítményelosztó hálózattal (2) összekapcsolt - a modulált vivőjeleket (48, 50, 52) demoduláló és a demodulált vivőjelek (48, 50, 52) mindegyikéből egy bejövő adatjelet helyreállító és minden egyes bejövő adatjellel a kimenő adatjelet reprodukáló - vevőket (7) tartalmaz.
6. Az 5. igénypont szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy - az egyes bejövő adatjeleket feldolgozó és a bejövő adatjelek közül a kimenő adatjelet a legpontosabban reprodukáló, bejövő adatjelet kiválasztó - eszközt tartalmaz.
7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a feldolgozó-, meghatározóés kiválasztóeszköz egy mikrovezérlőt (36) tartalmaz.
8. A 7. igénypont szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy az analizálásra szolgáló eszköz többségi szavazási eljárással működő eszköz.
9. Az 5. igénypont szerinti távközlési rendszer, azzal jellemezve, hogy a vevő (7) az egyes modulált vivőjelek (48, 50, 52) demodulálására koherens fáziseltoló demodulátort foglal magába.
10. Teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszer a teljesítményelosztó hálózat mentén lévő helyeken a teljesítményelosztó hálózatra adott vivőjel visszaverődései által okozott állóhullámok következtében fellépő jelkioltódás hatásainak csökkentésére, ahol a jelkioltódás helyei a vivőjel frekvenciájának függvényei, mely adót és vevőt tartalmaz, ahol az adó kimenőadat-előállító eszközt, ahhoz csatlakoztatott vivőjelelőállító áramkört és erősítőt tartalmaz, melynek kimenete a teljesítményelosztó hálózatra van csatlakoztatva, a vevő a teljesítményelosztó hálózattal összekötött erősítőt és demodulátort tartalmaz, azzal jellemezve, hogy

- az adó (5) legalább kettő, célszerűen három darab, különböző vivőfrekvenciájú jelelőállító áramkört (6, 8, 10) foglal magába, melyek egy-egy modulátor (12,14,16) első bemenetére vannak csatlakoz7

HU 215 320 Β tatva, azok második bemenetére a kimenőadatelőállító eszköz kimenete kapcsolódik, a modulátorok (12, 14, 16) kimenetei az erősítő (18) bemenetével vannak összekötve;

- minden egyes távoli helyen tartalmaz a teljesítményelosztó hálózattal (2) összekötött - az öszszes modulált vivőjelet (48, 50, 52) demoduláló, és a demodulált jelekből minden egyes kimenő adatjelet reprodukáló bejövő adatjeleket helyreállító - vevőket (7), ahol a vevők (7) a jelelőállító áramkörök (6, 8, 10) frekvenciájával megegyező frekvenciára hangolt sávszűrőket (24, 26, 28) és azok kimenetére csatlakoztatott határoló áramköröket (30, 32, 34) foglalnak magukban, és a fenti frekvenciák mindegyike úgy van megválasztva, hogy a teljesítményelosztó hálózat egy adott helyén nem az összes vivőjel oltódik ki; továbbá

- a kimenő adatjel bináris adatjel, és a vivőjelek (40, 42, 44) a kimenő bináris adatjellel fáziseltolással vannak modulálva;

- a vivőjelek (40, 42, 44) saját vivő adatátviteli sebességükkel vannak fáziseltolással modulálva.
11. Eljárás teljesítményelosztó hálózaton működő távközlési rendszerben a teljesítményelosztó hálózatra adott vivőjel visszaverődései által okozott állóhullámok következtében a teljesítményelosztó hálózat mentén különböző helyeken fellépő jelkioltódás hatásainak csökkentésére, ahol a jelkioltódások helyei a vivőjel frekvenciájának függvényei, melynek során:

(a) kimenő adatjelet állítunk elő;

(b) több különböző frekvenciájú vivőjelet állítunk elő, ahol az egyes vivőjelek mindegyikének frekvenciáját úgy választjuk meg, hogy ne az összes vivőjel oltódjék ki a teljesítményelosztó hálózat ugyanazon helyén;

(c) a vivőjeleket a kimenő adatjellel moduláljuk; és (d) a modulált vivőjeleket egyidejűleg adjuk rá a teljesítményelosztó hálózatra több távoli helyre történő továbbításhoz, azzal jellemezve, hogy a kimenő adatjel bináris adatjel, és (e) a vivőjeleket (40, 42, 44) saját vivő adatátviteli sebességükkel a kimenő bináris adatjellel fáziseltolással moduláljuk.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy (f) minden egyes modulált vivőjelet (48, 50, 52) legalább egy távoli helyen (4) demodulálunk; és (g) minden egyes demodulált vivőjelből (40,42,44) egy bejövő adatjelet állítunk helyre.
13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy (h) minden egyes bejövő adatjelet feldolgozunk;

(i) meghatározzuk, melyik bejövő adatjel a legpontosabb reprodukciója a kimenő adatjelnek; és (j) kiválasztjuk azt a bejövő adatjelet, mely a legpontosabb reprodukciója a kimenő adatjelnek.
14. A 13. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy (h) minden egyes bejövő adatjelen analizálunk; és (i) a bejövő adatjelek analízisére alapulva egy összetett jelet állítunk elő.
15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a bejövő adatjelek mindegyikének analizálását tartalmazó lépésnél többségi szavazási eljárást alkalmazunk.