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Funknetz
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Die Erfindung betrifft ein Funknetz mit den Merkmalen des Oberbegriffs
des Anspruchs 1.
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Gleichwellenfunkanlagen mit mindestens zwei brtlichen Sendern und
mindestens zwei örtlich getrennten Empfängern am Standort der Sender oder davon
abgesetzt, sind seit langem bekannt. Dabei sind die Empfänger mit einem Diversity-Vergleicher
über Leitungen verbunden.
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Bei diesen Gleichwellentunkanlagen sind die Leitungsmieten verhältnismäßig
hoch. Ferner sind bei ungleichen Leitungen bzw. Entfernungen Kompensationen der
Laufzeitunterschiede erforderlich, was nur unter Aufwendung weiterer Kosten erreicht
werden kann. Die Empfänger auswahl erfolgt an einem zentralen Ort.
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Es sind andererseits Funknetz bekannt, bei denen die Verbindungen
zwischen den Sendern und Empfängern über unterschiedliche Paarfrequenzen (Dupl exkanäle)
erfolgen; in der Regel stehen Jedoch keine Funkkanäle für die unterschiedlichen
Paarfrequenzen zur Verfügung, so daß derartige Funknetze nur begrenzt verwirklichbar
sind.
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Es sind schließlich Funknetze mit mehreren brtlich getrennten Sendern
und örtlich getrennten Empfängern bekannt (EP-PS 0020893), bei denen die Verbindung
zwischen den Sendern und Empfängern über eine gemeinsame Paarfrequenz (Duplexkanal)
erfolgt. Bei diesem Funknetz wird die Empfangsqtialität der von einer Funkstation
ausgesendeten Signale festgestellt und mit Hilfe von Diversity-Einrichtungen der
anderen Sende-Empfangsanlagen
verglichen, so daß nur diejenige
Sende-Empfangs anlage mit der besten Empfangsqualität verbunden wird, während die
anderen Sende-Empfangsanlagen blockiert werden.
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Für ein derartiges Funknetz ist nur eine Paarfrequenz erforderlich.
Dies ist kostengUnstig, da keine Leitungsmiete notwendig ist, doch weist das Funknetz
folgende Nachteile auf. Die Auswahl des Empfängers kann nur zu Gesprächsbeginn erfolgen.
Ein Funkgerät im beweglichen Funkbetrieb ändert jedoch während der Sendung seinen
Standort und somit die Empfangsverhältnisse an den örtlichgetrennten Empfängern.
Die anfangs festgelegte Verbindung kann sich verschlechtern, während ein anderer
Standort bereits besser emempfängt. Es kann jedoch nur zu Beginn eines neuen Gespräches
auf eine andere Sende-Empfangsanlage umgestellt werden.
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Es ist darüber hinaus ein Funknetz der eingangs erwähnten Art bekannt
(DE-OS 29 31 923), bei dem die Verbindung zwischen Sendern und Empfängern ebenfalls
über eine gemeinsame Paartrequenz (Duplexkanal) erfolgt. Die Auswahl des Empfängers
wird jedoch aufgrund von Leistungssteuerung aller Zubringersender in Abhängigkeit
von der Empfangsqualität der getrennten Empfänger während der Funkverbindung durchgeführt.
Zwar kann bei diesem Funknetz während der Verbindung der Empfangs ort gewechselt
werden, jedoch kennen bei gleicher Empfangs-
qualität Gleichwellenstörungen
an der zentralen Station auftreten. In Funknetzen mit Relaisfunktionen werden diese
Störungen wieder ausgesendet und am Empfangs ort von beweglichen Funkteilnehmern
durch weitere Gleichwelleneffekte der Betriebssender zu -sätzlich verschlechtert.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Funknetz zu schaffen,
das mit nur einem Duplexkanal für die Verbindungen auskommt, bei dem Gleichwellenstörungen
am zentralen Empfangs ort vermieden sind und das ferner eine Empfängerauswahl während
der Funk -verbindung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Sender der Sende-Empfangsanlagen
nacheinander angesteuert werden zum Vergleich der Qualität der Übertragenen Signale
in der in der Zentralstation vorgesehenen Diversity-Einrichtung und daß die übertragenen
Signale zur Schaffung von Zeitschlitzen zur Einlagerung von Datensignalen zwischen
die zu übertragenden Signale komprimiert sind.
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Durch die Einlagerung von Datensignalen in die zu übertragenden Signale
und die nacheinander erfolgende Ansteuerung der Sender der Sende-Empfangsanlagen,
kann während einer Verbindung (Funkübermittlung) die Empfangs qualität an allen
Empfängern dberprüft werden. Somit läßt sich während einer Verbindung die Empfängerauswahl
ändern, ohne daß die Verbindung unterbrochen wird. Andererseits wird an der zentralen
Station immer nur ein Sender empfangen.Es treten keine Gleichwellenstörungen in
der Zentralstation auf.Durch die Komprimierung der zu übertragenden Signale sind
die zu übertragenden Signale klangverfälscht.Ein Abhören der zu übertragenden Signale
ist dadurch erschwert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Funknetz melden mehrere ortsfeste Empfänger
laufend die jeweilige Empfangsqualität der übertragenen Signale zur Zentralstation.
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Die Zentralstation vergleicht die Qualität und bestimmt den Empfänger
mit dem besten Signal.Diese Auswahlinformation wird an die Sende-Empfangsanlagen
gemeldet und somit der Empfänger, an dem das beste übertragene Signal anliegt, zur
Zentralstation durchgeschaltet. Ändert sich während eines Gespräches das Qualitätsverhältnis,
so wird ohne Unterbrechung auf einen anderen Empfänger umgeschaltet.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche
gekennzeichnet.
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Zweckmäßigerweise ist das Verhältnis der Dauer der Zeitschlitze zu
der Dauer der zu übertragenden Signale frei wählbar, so daß sich mit großer bzw.
kleiner Bandbreite arbeiten. läßt, und zwar in Abhängigkeit von den technischen
Eigenschaften der verwendeten Funkgeräte.
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En den Zeitschlitzen können zusätzliche Daten an den oder die Empfänger
gesendet werden zur Steuerung,Sicherung und Synchronisation des oder der Empfänger.Dadurch
ergibt sich eine bessere Ausnutzung des Funkkanals und eine annähernd simultane
Übertragung der Informations-bzw. Sprachsignale und der zusätzlichen Datensignale.
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Wenn die zu übertragenden komprimierten Signale nach einem beliebigen,
dem oder den Empfängern bekannten zeitlichen Schlüssel gesandt werden,ist ihre Lesbarkeit
für Dritte sehr erschwert.Eine Sprachverschlüsselungs-oder verschleierungsmöglichkeit
ergibt sich auch,wenn die Sprachsignale nicht als Analogsignale, sondern in digitalisierter
Form komprimiert werden.Durch die Übertragung der Sprachsignale in digitalisierter
Form läßt sich auch die für die Übertragung benötigte Bandbreite verkleinern.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der
Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funknetzes
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit drei Sende-Empfangsanlagen und zwei
beweglichen Funkstationen; Fig. 2 ein Zeitdiagramm der auf verschiedenen Kanälen
übertragenen Signale mit in dessen Zeit -schlitze eingelagerten Datensignale; Dås.in
Fig. 1 dargestellte Funknetz besteht aus drei örtlich getrennten Sende-Empfangsanlagen
(Umsetzern) 1, 2 und 3, zwei beweglichen Funkstationen 4, 5 und einer Zentralstation
6.
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Die Funkverbindung zwischen den beweglichen Funkstationen 4, 5 und
den Sende-Empfangsanlagen (Um -setzern) 1,2 und 3 benutzt einen Duplexkanal.Die
Verbindung zwischen den Sende- Empfangsanlagen 1, 2 und 3 und der Zentralstation
6 benutzt einen anderen Duplexkanal. Die Zentralstation 6 enthält eine Diversity-Auswahl-Einrichtung
7 mit einem Relais zusatz 8.
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In den Sende-Empfangsanlagen 1, 2 bzw. 3 sind Gleichwellensender
9, 10 bzw. 11 vorgesehen, die eine hohe Frequenzstabilität aufweisen und den für
den Gleichwellenbetrieb notwendigen definierten Frequenzversatz haben.
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Jede Sende-Empfangsanlage 1, 2 bzw. 3 enthält eine Steuereinrichtung
12,13 bzw. 14, die das Empfangssignalseines Empfängers 15,16 bzw. 17 , und sein
Empfangs-Qualitätskriterium zeitschlitzcodiert seinen Funkzubringersendern 18, 19
bzw. 20 zur Verfügung
stellt. Außerdem enthält die Steuereinrichtung
12,13, 14 für die Gegenrichtung der zu übertragenden Signale einen Zeitschlitzdecoder,
der das Signal von Zubringerempfängern 21, 22 bzw. 23 in das Modulationssignal für
den Gleichwellensender 9, 10 bzw. 11 und in Steuersignale für die wechselnde Empfangsdurchschaltung
von 15 zu 18, von 16 zu 19, von 17 zu 20 trennt.
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Die Zentralstation 6 enthält eine Steuereinrichtung 24 mit einem
Zeitschlitzdecoder, der das Signal seines Empfängers 25 in Nutzsignale und sequentielle
Datensignale aller Sende-Empfangsanlagen 1, 2 bzw. 3 trennt und letztere an die
Diversity-Auswahleinrichtung 7 liefert, und ferner einen Zeitschlitzen coder, der
das Modulationssignal und die Datensignale der Diversity-Auswahleinrichtung 7 kombiniert
und einem Sender 26 zuführt.
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Im folgenden wird ein Verbindungsaufbau anhand des Ausführungsbeispiels
der Fig. 1 beschrieben. Die Funkstation 4 sendet zu der Funkstation 5 mit Hilfe
eines Senders 27 zu übertragende Signale an die Sende-Empfangsanlagen 1,2 bzw. 3.
Die gesendeten Signale werden mit unterschiedlichen Qualitäten (beispielsweise in
vier Qualitätsstufen 0, 1, 2 und 3) an den verschiedenen Sende-Empfangsanlagen empfangen.
Der Empfänger 15 in der Sende-Empfangsanlage 1 empfängt mit Qualitätsstufe3. Der
Empfänger 16 in der Sende-Empfangs anlage 2 empfängt mit Qualitätsstufe 1, während
der Empfänger 17 in der Sende-Empfangs anlage 3 kein Signal empfängt (Stufe 0).
Die Steuereinrichtung 12 schaltet den Sender 18 und die Steuereinrichtung 13 schaltet
den Sender 19 zu bestimmten Zeiten einzeln ein und sendet das Empfangsqualitätssignal
codiert über den Empfänger 25 der Zentralstation 6 zur Diversity-Auswahl-Einrichtung
7. Diese vergleicht die Signale und sendet ein Auswahlkriterium über Sender 26 der
Zentralstation 6 an alle Empfänger 21, 22 bzw. 23 der Sende-Empfangsanlagen 1,
2
bzw. 3 ab. Die Steuereinrichtung 12 erkennt aus dem Signal den Durchschaltebefehl
für den Empfänger 15 zum Sender 18 der Sende-Empfangsanlage 1, während die anderen
Steuerungen 13,14 der Sende-Empfangsanlagen 2 bzw. 3 ihre Empfänger 16, 17 nicht
durch -schalten.
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Ist der Relais-Zusatz 8 in Betrieb, so wird das Empfangssignal des
Empfängers 25 über den Sender 26, die Empfänger 21, 22 bzw. 23, die Steuereinrichtungen
12,13 bzw. 14 und die Gleichwellensender 9, 10 bzw. 11 bis zu dem Empfänger der
Funkstationen geleitet.
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Dabei wird das Signal in der Steuereinrichtung 12 zeitschlitzoodiert
und in allen Steuereinrichtungen 12,13 und 14 anschließend wieder decodiert.
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In der Zentralstation 6 werden die Daten des ankom menden und abgehenden
Signals ausgetauscht.
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Im folgenden wird das Zeitdiagramm nach Fig. 2 beschrieben, das die
Einlagerung und Verschachtelung der Empfangs-Qualitäts-Informationen in dem Nutzkanal
darstellt. Dabei wird ein Verbindungsablauf mit wechselnden Empfangsverhältnissen
an verschiedenen Standorten 1, 2, 3 beschrieben.
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Der Sender 27 wird an den Eingängen 15, 16, 17 mit schwankender Qualität
empfangen.
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In allen Steuer einrichtungen 12, 13, 14 wird das Empfangssignal
der Empfänger 15, 16, 17 in Zeitabschnitte 41 zerlegt und in NF-Zeitschlitze 42
komprimiert. In die so gewonnenen Zeitschlitze 43 senden die Sender 18, 19 , 20
nacheinander Daten, falls der entsprechende Empfänger 15, 16 oder 17 ein Qualitätszeichen
besser als 0 liefert.
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Am Empfänger 25 der Zentralstation 6 trifft immer nur ein Signal
42 oder 43 eines Senders gleichzeitig ein.
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In der Zentralstation 6 wird das Empfangssignal 31 aufgespalten,
wobei die NF-Zeitschlitze 42 in der Steuerung 24 und die Datenzeitschlitze 43 in
der Diversity-Auswahl-Einrichtung 7 verarbeitet werden.
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Das Modulationssignal 32 entspricht dem Empfangssignal 31, hat Jedoch
in seinen Datenzeitschlitzen 43 die Auswahlinformation für die Steuerung 12,13,14
der Umsetzer 1,2,3.
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Ausgehend von der Annahme, daß momentan der Gleichwellenumsetzer
A für die NF-Durchschaltung ausgewählt ist geschieht folgendes weiter: Die Diversity-Auswahl-Einrichtung
7(DAE 7) bekommt nacheinander folgende Qualitätskriterien und wählt aus: Sender
18 sendet im Datenschlitz 44 eine "1t, die DAE 7 wählt unverändert Standort A und
sendet über Sender 26 im Datenschlitz 45 die Auswahl "A", worauf in der folgenden
Zeitschlitzphase der NF-Zeitschlitz 46 vom Sender 18 gesendet wird.
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Inzwischen haben sich durch Bewegung des Senders 27 im Funkfeld die
Empfangsverhältnisse verändert und am Standort 2 wird besser empfangen. Sender 19
sendet im Datenschlitz 47 eine "2n. Die DAE 7 erkennt die Verbesserung und wählt
den Standort B.
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Sender 26 sendet im Datenschlitz 48 die Auswahl B, worauf der folgende
NF-Zeitschlitz 49 vom Sender 19 gesendet wird.
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Der Empfänger 17 am Standort 3 empfängt vom Sender 27 keine Signale,
weshalb in seiner Datenschlitz-
zeit der Sender 20 nicht sendet.
Die DAE 7 wählt unverändert den Standort B und läßt im Datenschlitz 50 ein "B" übertragen,
worauf is NF-Zeit -schlitz 52 der Sender 19 sendet.
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Im Datenzeitschlitz 51 sendet Sender 18 eine "3".
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Die Diversity-Auswahleinrichtung 7 erkennt Standort A als besten und
läßt Sender 26 im Datenschlitz 53 ein "A" senden,wodurch der nächste NF-Zeitschlitz
wieder vom Sender 18 gesendet wird.
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In den Steuereinheiten 12,13 ,14 werden die Signale wieder aufgespalten.
Die NF-Zeitschlitze werden expandiert und über die Gleichwellensender 9,10,11 ausgesendet.
Die Datensignale werden zu Steuerzwecken benutzt.
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Am Empfänger 5 erscheint das Modulationssignal des Senders 27 als
lückenloses NF-Signal.
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Es ist möglich, das NF-Signal in der Steuerung 24 zu expandieren
und am Relais-Zusatz 8 lückenlos hörbar zu machen. Ebenso kann am Relais-Zusatz
8 ein Modulationssignal eingespeist und in der Steuerung 24 komprimiert werden,
so daß dieses über Sender 26, die Umsetzer 1,2,3 an die Fahrzeuge 4,5 gelangt.