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Technischer Bereich
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System
zum Übertragen
von Nachrichten und insbesondere zum Verbessern der Nachrichtenfolgerate
für ein
Träger-zu-Rauschleistungsverhältnis. Die
vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf zusammenstellende
Teile des Systems, und zwar im Allgemeinen auf ortsfeste Primärstationen
und im Allgemeinen auf verlagerbare Sekundärstationen.
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Hintergrund der Erfindung
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Der
Bequemlichkeit der Beschreibung halber wird die vorliegende Erfindung
anhand eines Hochgeschwindigkeits-Funkrufsystems beschrieben, das sich
aus POCSAG oder "CCIR
Radiopaging Code No 1" entwickelt
hat und kompatibel damit ist, wobei die Einzelheiten in dem Buch: "The Book of the CCIR
Radiopaging Code No 1" beschrieben
wird, wobei dieses Buch bei dem Sekretariat RCSG, British Relecon,
Radiopaging, 23 Howland Street, London W1P 6HQ erhältlich ist.
Entsprechend dem POCSAG, werden Funkrufnachrichten schubweise übertragen
werden, wobei jedes Batch ein Synchronisationscodewort und 8 Frames
umfasst, die je 2 Codeworte enthalten. Jeder Funkrufempfänger oder
Sekundärstation
ist einem bestimmten Frame zugeordnet, was bedeutet, dass wenn ein
Funkrufsignal von einer Primärstation
aus für
einen bestimmten Funkrufempfänger übertragen
wird, dies in einem vorbestimmten Frame der 8 Frames erfolgt. Jeder
POCSAG-Funkrufempfänger wird
gesteuert zum Einschalten um imstande zu sein, das Synchronisationscodewort
zu empfangen und wieder für
die Dauer des betreffenden Frames. Im Falle von Nachrichten werden
die Nachrichtencodeworte mit dem Adress-Codewort verknüpft. Die
POCSAG-Adressen- und Nachrichtencodeworte enthalten je 32 Bits,
von denen das erste Bit einen Wert "0" hat
für ein
Adressencodewort und eine "1" für ein Nachrichtencodewort.
Die beiden Typen Codeworte an den Bitstellen 22 bis 31 umfasst zyklische
Redundanzprüfungsbits
(CRC) und das Bit 32 schafft eine geradzahlige Parität. Am Ende
eines Nachricht werden etwaige wartende Adressencodeworte übertragen,
ausgehend mit dem ersten geeigneten Wort zu dem ersten freien Frame.
Sollte ein geeignetes Adressencodewort fehlen, so wird ein freies Codewort,
das ein nicht-zugeordnetes Adressencodewort ist, übertragen.
Durch Verwendung von Adressen- oder freien Codeworten auf diese
Art und Weise, ist es unnötig,
spezifische "Ende
der Nachricht" Codeworte
und/oder Nachrichtenlängenindikatoren
zu senden, was nicht nur die Zeit reduziert, die erforderlich ist
zum Übertragen
eines Nachricht, sondern auch die Möglichkeiten steigert, dass
die Nachricht erfolgreich empfangen wird.
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Die
Verwendung einer 10 Bit CRC schafft die Möglichkeit einer 2-Bit Fehlerkorrektur.
Verschachtelung der Bits von Blöcken
aufeinander folgender Codeworte wird einen verbesserten Schutzgrad
schaffen, insbesondere im Falle von Schwunderscheinungen. Decodierte
Adressencodeworte, die in einem bestimmten Frame auftreten, können mit
den Adressen verglichen werden, die durch den Funkrufempfänger gespeichert
sind, und wenn bestimmt wird, dass es eine gute Übereinstimmung zwischen denselben
gibt, wird die Nachricht akzeptiert. Diese Option ist aber nicht
bei Nachrichtencodeworten verfügbar.
In der Europäischen
Patentschrift EP-B1-0 117 595 wird die Verwendung von Prüfungssummen
beschrieben als Mittel zum Schützen
vor Fälschung, d.h.
nicht einwandfreie Korrektur durch ein oder mehrere Datencodeworte,
wenn eine 2-Bit Fehlerkorrektur angewandt wird.
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Für hochratige
Datennachrichten können
die Schwundeffekte signifikanter sein, weil für einen Schwundeffekt einer
bestimmten Dauer mehr Bits verloren gehen als für Nachrichten, die mit einer
niedrigeren Bitrate übertragen
werden. Eine bekannte Technik zur Verbesserung der Folgerate ist
eine Nachricht einmal oder mehrere Male zurück zu übertragen und in der Sekundärstation
wird Codewort-um-Codewort-Vergleich durchgeführt und das Codewort, das als
einwandfrei beurteilt wird, beispielsweise durch eine Mehrheitsentscheidung, wenn
es 2 Rückübertragungen
gibt. Dennoch bleibt ein Problem, und zwar, dass ein Schwundeffekt
es undeutlich macht, wenn die eine Nachricht geendet hat und eine
andere begonnen hat.
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In
WO-A-8604476 und WO-A-8603317 werden Schemen zum Kennzeichen einer
mehr als nur einmal übertragenen
Nachricht beschrieben um einen Empfänger in den Stand zu setzen,
die Nachricht zu rekonstruieren, und zwar unter Verwendung von Teilen
von mehr als nur einer Übertragung.
In diesen Dokumenten aber wird das Problem, wie das Ende einer Nachricht
identifiziert werden soll, nicht beschrieben.
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In
EP-A-117595 wird ein Schema beschrieben zum Einschließen von
Fehlerdetektionsprüfungsbits
in einer Nachricht mit einer Anzahl Codeworte, zum Durchführen einer
Fehlerkorrektur, wenn notwendig an jedem der empfangenen Codeworte und
die Verwendung der Fehlerdetektionsprüfungsbits zum Detektieren einer
falschen Korrektur von Fehlern. In diesem Dokument aber wird das
Problem, wie das Ende einer Nachricht identifiziert werden soll, nicht
beschrieben.
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Beschreibung der Erfindung
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Es
ist nun u. a. eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachrichtenfolgerate
zu verbessern für
jedes beliebige Träger-zu-Rauschleistungverhältnis.
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Nach
einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren
geschaffen zum Übertragen
und Empfangen von Datennachrichten, wobei dieses Verfahren die nachfolgenden
Verfahrensschritte umfasst: das Kompilieren einer Nachricht aus einer
Anzahl Codeworte, das Berechnen einer Prüfsumme für diese Nachricht und das Einbetten
der Prüfsumme
in der Nachricht, das Übertragen
der Nachricht, das Empfangen der übertragenen Nachricht, das
Rückgewinnen
der Codeworte; das Speichern aufeinander folgender zurückgewonnener
Codeworte; dadurch gekennzeichnet, dass nachdem jedes Codewort gespeichert
worden ist, eine Prüfsumme
bestimmt wird, wobei derselbe Algorithmus verwendet wird, der zum
Bestimmen der Prüfsumme
in der ursprünglich übertragenen
Nachricht verwendet wird, und , wenn die auf diese Weise bestimmte
Prüfsumme
derjenigen entspricht, die in der ursprünglich übertragenen Nachricht eingebettet
ist, diese Übereinstimmung
aufgezeichnet wird.
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Das
Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann derart ausgelegt
sein, dass es verschiedenartig funktioniert, beispielsweise das
Behandeln der Übereinstimmung
zwischen der berechneten und der empfangene Prüfsumme als eine Anzeige, dass die
Nachricht komplett ist oder die Verwendung der genannten Übereinstimmung
als eine Angabe, dass die Nachricht komplett ist beim Fehlen des
Empfangs, wegen eines Schwundeffektes, des nächsten folgenden Adressencodewortes
oder freien Codewortes. In einem System, wobei jede Nachricht wenigstens
zweimal übertragen
wird, wird eine Endversion der Nachricht Codewort für Codewort
zusammengesetzt, und zwar beispielsweise dadurch, dass entsprechende
Codeworte in der ersten Version der empfangenen Nachricht und die
oder jede Wiederholung davon miteinander verglichen werden; wobei nachdem
jedes Codewort zu der Endversion der zusammengesetzten Nachricht
hinzugefügt
worden ist, eine Prüfsumme
bestimmt wird, indem derselbe Algorithmus verwendet wird, wie dieser
auch zum Berechnen der in der übertragenen
Nachricht eingebetteten Prüfsumme
verwendet wird, und wenn die auf diese Art und weise bestimmte Prüfsumme derjenigen
entspricht, die in der übertragenen
Nachricht eingebettet ist, wird die Übereinstimmung aufgezeichnet und
wird verwendet, wie oben beschrieben.
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Nach
einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein System
geschaffen zum Übertragen
und Empfangen von Datennachrichten, wobei dieses System die nachfolgenden
Elemente umfasst: Mittel zum Zusammensetzen einer Nachricht aus
einer Anzahl Codeworte, Mittel zum Berechnen und Einbetten einer
Prüfsumme
in der Nachricht, Mittel zum Übertragen
der Nachricht, Mittel zum Empfangen der übertragenen Nachricht, Mittel
zur etwaigen Fehlerkorrektur der Nachricht, Mittel zum Speichern aufeinander
folgender Codeworte, gekennzeichnet durch Mittel in Reaktion auf
die Hinzufügung
jedes Codewortes zu den gespeicherten Codeworten zum Ermitteln einer
Prüfsumme
unter Verwendung desselben Algorithmus, der verwendet wurde zum
Berechnen der Prüfsumme
in der ursprünglich übertragenen
Nachricht, und durch Mittel zum Aufzeichnen, wenn die ermittelte
Prüfsumme
derjenigen entspricht, die in der ursprünglich übertragenen Nachricht eingebettet
ist.
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Nach
einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Sekundärstation
geschaffen zur Verwendung in dem Kommunikationssystem nach Anspruch
10, mit Mitteln zum Empfangen einer übertragenen Nachricht mit einer
Anzahl Codeworte und einer eingebetteten Prüfsumme, mit Mitteln zum Decodieren
der Codeworte, mit Mitteln zum Speichern der decodierten Codeworte,
gekennzeichnet durch Mittel zum Speichern jedes Codewortes zum Berechnen
einer Prüfsumme,
Mittel zum Vergleichen der berechneten Prüfsumme mit der eingebetteten
Prüfsumme,
und Mittel um aufzuzeichnen, wenn die berechnete und die eingebettete
Prüfsumme
einander entsprechen.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Verwirklichung zugrunde, dass,
wenn die Prüfsumme,
die jeweils dann berechnet wird, wenn ein einwandfreies Codewort
zu einer Nachricht hinzugefügt
wird, die durch die Sekundärstelle
zusammengesetzt ist, dieser ursprünglich übertragenen Prüfsumme entspricht,
mit einem Grad von Vertrauen gefolgert werden kann, dass eine komplette
Nachricht zusammengesetzt worden ist.
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Techniken,
wie Bitverschachtelung, können angewandt
werden zur Steigerung des Schutzes vor Schwundeffekten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im vorliegenden
Fall näher
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine Darstellung eines
Funkrufsystems,
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2 eine Darstellung eines
Beispiels einer Stapelstruktur,
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3A eine Darstellung einer
ersten Anordnung eines Adressencodewortes und von verknüpften Nachrichtencodeworten,
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3B eine Darstellung einer
zweiten Anordnung eines Adressencodewortes und von verknüpften Nachrichtencodeworten,
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4A eine Darstellung der Übertragung
/ des Empfangs zweier verknüpfter
Nachrichten in einem Frame eines Stapels,
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4B eine Darstellung der Übertragung
/ des Empfangs einer Wiederholung der Nachrichten aus 4A,
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4C eine Darstellung der
Zusammensetzung einer Endversion der Nachricht in dem Empfänger,
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5 ein Blockschaltbild einer
Primärstation,
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6 ein Flussdiagramm einer
Sekundärstation,
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7 ein Blockschaltbild einer
Sekundärstation,
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8 ein Flussdiagramm, das
sich auf die Wirkung der Sekundärstation
bezieht, wenn es dort eine einzige Übertragung einer Datennachricht
gibt,
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9 ein Flussdiagramm, das
sich auf die Wirkung der Sekundärstation
bezieht, wenn dort eine Decodierung eins nächsten Codewortes vor der Beendigung
weiterer Decodierung stattfindet, wenn die berechnete und die eingebettete
Prüfsumme
einander entsprechen,
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10 ein Flussdiagramm, das
sich auf die Wirkung der Sekundärstation
bezieht, wenn eine Datennachricht wiederholt wird, und
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11 eine Darstellung einer
Stapel-Null-Markieranordnung.
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Moden zum Durchführen der
vorliegenden Erfindung
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In
der Zeichnung sind gleiche Elemente durch entsprechende Bezugszeichen
angegeben.
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Das
Funkrufsystem aus 1 umfasst
einen Funkrufcontroller 10, der Funkrufanträge empfängt und
die Adressen und Nachrichten entsprechend dem angewandten Protokoll
formatiert. Der Funkrufcontroller 10 ist mit einer Anzahl
Basisstationssendern 12A, 12B verbunden, die in
einer quasi-synchronen Mode arbeiten. Eine Anzahl digitaler Funkrufempfänger oder
Sekundärstationen
SS1, SS2 können
sich innerhalb des Deckungsgebietes der Basisstationen 12A, 12B frei
bewegen. Die Wirkung der Funkrufempfänger und die Batteriesparmerkmale der
Funkrufempfänger
SS1, SS2 entsprechen denen, die von dem zu befolgenden Protokoll
bestimmt worden sind.
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In
dem in 2 dargestellten
vorliegenden Beispiel umfasst das angewandte Funkrufprotokoll aufeinander
folgende Zyklen mit einer Dauer von 6,8 Sekunden. Jeder Zyklus umfasst
3 Stapel B0, B1, B2, die je eine Dauer von 2,267 Sekunden haben
und jeder Stapel umfasst ein 32 Bit Synchroncodewort und n Frames,
die je m Codeworte (CW) enthalten, wobei beispielsweise bei einer
Datenrate von 6400 Bits in der Sekunde n = 28, m = 16 ist und jedes
Codewort 32 Bits lang ist, aber Varianten dieses Beispiels sind möglich. In
den 3A und 3B beginnt jede Nachricht
mit einem 32 Bit Adressencodewort ADD, das mit einer Anzahl Nachrichtencodeworte
M verknüpft ist.
Wie bei POCSAG üblich,
hat das erste Bit eines Adressencodewortes einen Wert "0" und das eines Nachrichtencodewortes
hat einen Wert "1". Auf gleiche Weise
hat jeder Codeworttyp ein CRC-Wort zur Fehlerdetektion, dem ein
gerades Paritätsbit
(P) folgt. Um vor Fälschung
in dem Empfänger
zu schützen
wird eine Prüfsumme
CSM hinzugefügt.
In 3A ist die Prüfsumme CSM
als 4 Bits des Adressencodewortes eingebettet, wobei 16 Bits für die wirkliche
Adresse übrig
bleiben. In 3B ist die Prüfsumme CSM
in dem ersten Nachrichtencodewort M1 eingebettet oder, wenn in einem
Vektorfeld vorgesehen, das sich zwischen ADD und M1 befindet. Ein
Verfahren zum Bestimmen der Prüfsumme ist
die nur der wirklichen Nachricht zugehörenden Bits zu summieren, d.h.
20 Bits je Nachrichtencodewort, die Summe durch ein Polynom zu teilen
und den Rest ist die Prüfsumme.
Das Ende der Nachricht wird durch das Vorhandensein eines Adressencodewortes
in Bezug auf die nächste
Nachricht bezeichnet.
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Sekundärstationen
SS werden betreffenden vorbestimmten Frames eines Stapels zugeordnet und
um Strom zu sparen wird der Empfänger
einer Sekundärstation
derart gesteuert, dass sie mit Energie versehen wird (oder aktiv
wird) um das Synchronisationscodewort S und danach das vor-zugeordnete
Frame in dem Stapel zu empfangen. Der Funkruf-Controller 10 (1) arrangiert die zu übertragenden
Nachrichten, die einer Sekundärstation
zugeführt
werden, anfangend in dem zugeordneten Frame.
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Nach
der vorliegenden Erfindung schafft das Einschließen einer Prüfsumme CSM
in dem Adressencodewort oder dem ersten Nachrichtencodewort einen
Fehlerschutz, was es ermöglicht,
dass in jedem Codewort eine 2 Bit Fehlerkorrektur durchgeführt wird.
Zusätzlich,
wie nachher noch näher
beschrieben wird, kann sie benutzt werden zum Detektieren des Endes
einer Datennachricht, ohne dass dabei entweder ein Ende-des-Nachrichtencodewortes
oder ein Adressen- oder ein freies Codewort erforderlich ist, das
verloren gegangen oder durch einen Schwund beschädigt sein kann.
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Im
Betrieb wird eine Sekundärstation
in dem vor-zugeordneten Frame mit Energie versehen und empfängt eine
Sequenz von Signalen. Zur Erläuterung
wird vorausgesetzt, dass es in der Sequenz eine Nachricht gibt,
die ein Adressencodewort ADD und drei Nachrichtencodeworte M1, M2,
M3 enthält
(siehe beispielsweise 4A).
Wenn Codeworte empfangen werden, werden sie alle, nötigenfalls,
auf Fehler korrigiert und gespeichert. Wenn das erste komplette
Codewort einmal gespeichert worden ist, wird es decodiert und wenn
es ein Adressencodewort ADD ist, wird es geprüft um zu sehen, ob es einem der
Adressencodeworte entspricht, die der Sekundärstation zugeordnet sind. Sollte
dies der Fall sein, und wenn das Adressencodewort eine Prüfsumme enthält, wird
die Prüfsumme
gespeichert. In diesem Beispiel ist das nächste folgende Codewort ein
Nachrichtencodewort M1, so dass nach der etwaigen Fehlerkorrektur
von einem Prozessor unter Verwendung desselben Algorithmus, der
auch in dem Funkrufcontroller verwendet wird, eine Prüfsumme berechnet, und
die berechnete Prüfsumme
wird mit der Prüfsumme
verglichen, die gespeichert worden ist. Wenn nun vorausgesetzt wird,
dass es nicht gleich ist, wird die Sequenz für das nächste folgende Nachrichtencodewort
M2 wiederholt und auch hier sind die Prüfsummen nicht gleich. Die Sequenz
wird wieder mit dem dritten Nachrichtencodewort M3 wiederholt und
dieses Mal macht die über
3 Nachrichtencodeworte berechnete Prüfsumme der gespeicherten Prüfsumme gleich
gemacht. Der Prozessor beendet in Reaktion auf den Empfang einer
Anzeige, dass die Prüfsummen
einander entsprechen, eine weitere Analyse der empfangenen Sequenz
von Signalen unter der Voraussetzung, dass eine komplette Nachricht
empfangen worden ist. Dies wird auf Basis der Signale gefolgert,
wie diese empfangen wurden, ohne dass dies geprüft wurde durch Kontrolle, ob
das nächste
nachfolgende Codewort ein Adressen – oder ein freies Codewort
ist. Ein Vorteil der Tatsache, dass das nächste nachfolgende Codewort
nicht decodiert zu werden braucht, ist, dass dies die Gemeinkosten
reduziert, was 25% für
eine 4-Codewortnachricht bedeutet, und je kleiner die Anzahl Codeworte,
die decodiert werden müssen,
umso größer ist
die Erfolgsrate. Die komplette Nachricht, die decodiert worden ist,
kann wiedergegeben oder, zur späteren
Wiedergabe, gespeichert werden.
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Im
Falle von Schwund und wenn ein oder mehrere Codeworte beschädigt worden
sind, kann es sein, dass die Prüfsummen
einander nicht entsprechen. Folglich beendet die Sekundärstation, wenn
diese ein Nachrichtencodewort nicht decodieren kann, eine weitere
Analyse, weil sie weiß,
dass die Prüfsummen
einander nicht entsprechen werden.
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In
dem Fall, dass die Sekundärstation
entscheidet, dass ein Adressencodewort in einem empfangenen Signal
nicht ein Signal der zugeordneten Signale ist, wird weder Prüfsumme gespeichert,
noch Berechnungen an den gestörten
Nachrichtencodeworten durchgeführt.
Damit man imstande ist, dieses Verfahren erfolgreich zu implementieren,
ist es notwendig, dass das Adressencodewort mit der Prüfsumme (3A), oder das Adressencodewort
und das Nachrichtencodewort mit der Prüfsumme (3B) empfangen und erfolgreich decodiert
wird, bzw. werden.
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In
einer Abwandlung des oben beschriebenen Verfahrens wird ein Prozessor
in der Sekundärstation
derart programmiert, dass er nach dem nächsten Adressen- oder freien
Codewort sucht, um das Ende einer Nachricht zu bestimmen. Die Codewort-weise
Prüfsummenberechnung
und der Vergleich mit der eingebetteten Prüfsumme wird dennoch implementiert,
damit eine Angabe des Endes einer Nachricht gegeben wird, in dem
Fall, dass eine Übertragung
beschädigt
worden ist oder im Fall von Schwund. Bei dieser Abwandlung ist der
Empfang eines Adressencodewortes oder eines freien Codewortes wichtiger
als eine Übereinstimmung
zwischen den Prüfsummen,
wenn das Ende eines Nachricht ermittelt wird. Wie oben bereits erläutert, ist
es viel zuverlässiger
weniger Codeworte zu decodieren als mehr.
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Um
die Nachrichtenfolgerate im Empfänger für jedes
bestimmte Träger-zu-Rauschleistungsverhältnis zu
verbessern kann jede Nachricht wenigstens zweimal übertragen
werden und der Bequemlichkeit der Beschreibung halber wird jeder
Stapel zweimal übertragen,
d.h., Stapel B1 ist ein Duplikat von Stapel B0. Dies braucht aber
nicht unbedingt der Fall zu sein, wobei es ausreicht, dass die Nachricht zu
vorbestimmten Zeiten wiederholt wird.
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4A illustriert eine Übertragung
in einem Frame, anfangend mit dem Adressencodewort ADD1, verknüpft mit
Nachrichtencodeworten M1, M2, M3. Andere Nachrichten, die mit betreffenden Adressencodeworten
ADD2, ADD3 anfangen, sind mit der ersten Nachricht verknüpft. In
der Sekundärstation
wird der Empfänger
für das
betreffende Frame eingeschaltet und möglicherweise werden etwaige
Fehler korrigiert um alle Codeworte, die zu einer Nachricht gehören könnten, zu
speichern. Das Speichern wird fortgesetzt, wenn nötig bis
in das nächste Frame,
bis eine positive Angabe, dass die Nachricht für die Sekundärstation
beendet ist, erhalten wird, beispielsweise bis der Start einer nachfolgenden Nachricht
für eine
andere Station empfangen wird.
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Die
entsprechenden Codeworte in dem nächsten Stapel (4B) werden empfangen, ggf. auf Fehler
korrigiert, und mit den vorher gespeicherten entsprechenden Codeworten
verglichen. Decodierbare Codeworte von der Wiederholungsübertragung
werden benutzt zum Füllen
der Lücken,
entstanden durch nicht decodierbare Codeworte in der vorhergehenden Übertragung.
Nachdem ein Adressencodewort ADD1 decodiert worden ist, wobei es sich
um ein Codewort handelt, das der Sekundärstation zugeordnet worden
ist, wird die Prüfsumme
CSM bemerkt. Für
jedes der decodierbaren Nachrichtencodewort nach ADD1, anfangend
mit M1 wird eine Prüfsumme
bestimmt, und zwar durch Verwendung desselben Algorithmus, der verwendet
wird zum Ermitteln der Prüfsumme
in der Nachricht vor der Übertragung.
Die Prüfsumme
wird verglichen mit der in ADD1 und wenn sie nicht miteinander übereinstimmen,
dann wird der Prozess mit M2, M3 usw. wiederholt, bis die beiden
Prüfsummen
miteinander übereinstimmen,
wobei dann an dieser Stelle eine weitere Analyse beendet wird, weil
vorausgesetzt wird, dass dies das Ende der Nachricht ist oder dass
ein anderes Adressencodewort empfangen wird. Die zusammengesetzte
Nachricht ist in 4C dargestellt.
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Der
Nutzen der Arbeit mit Prüfsummengegenüber oder
zusätzlich
zu dem Vertrauen auf Detektion eines Ende-der-Nachricht-Merkers
oder des nächsten
Adressencodewortes ist, dass wenn beide während der Übertragung verstümmelt werden,
keine Detektion möglich
ist.
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Wenn
eine komplette Nachricht einmal konstruiert worden ist, wird diese
entweder wiedergegeben oder zur nachträglichen Abberufung in einem RAM
gespeichert.
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In
dem Fall, wo eine Nachricht zweimal oder mehrere Male zurück übertragen
worden ist, kann beim Vergleichen entsprechender Codeworte eine Hauptentscheidung
gemacht werden.
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Bestimmte
Klassen von Funkrufempfängern können in
einem erweiterten Batteriespargang funktionieren, in dem nebst der
Detektion sagen wir das Stapel B0 Synchronisationscodewort für ein einziges Frame
in nur einem der 3 Stapel, die einen Zyklus bilden, angeregt wird.
In einer derartigen Situation wird die Neuübertragung der Nachricht in
demselben Frame des entsprechenden Stapels des nächsten Zyklus stattfinden.
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5 ist ein Blockschaltbild
einer Primärstation
PS, die in dieser Situation Mittel 14 umfasst zum Empfangen
von Daten, die entweder von einem durch einen Operator betätigten (nicht
dargestellten) Tastenfeld oder von einem (nicht dargestellten) PC gesendet
werden sollen. Die Daten der empfangenden Mittel 14 werden
einer Stufe 16 zugeführt,
in der sie codiert und formatiert werden und in der eine Prüfsumme berechnet
und dem Adressencodewort oder dem ersten Nachrichtencodewort hinzugefügt wird,
wie oben beschrieben. Die verknüpften
Adressen- und Nachrichtencodeworte werden zusammen mit Synchronisationscodeworten
und dem Stapel-Nullindikator in einer Stufe 18 zu einem
Stapel zusammengesetzt, wonach der Stapel in einem Modulator 20 einem
Träger
aufmoduliert und von einem Sender 22 übertragen wird.
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6 ist ein Flussdiagramm,
das die Sequenz in der Primärstation
PS durchgeführter
Vorgänge
deckt.
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Das
Flussdiagramm beginnt bei Block 24, der sich auf die Speicherung
von Nachrichtendaten bezieht, die in dem Block 26 codiert
werden. In dem Block 28 werden die codierten Nachrichtendaten
zu Codeworten formatiert, wobei dieser Vorgang das Hinzufügen eines
Merkers an dem Anfang des Codewortes und das Hinzufügen einer
CRC und einer geraden Parität
am Ende jedes Codewortes umfasst. Der Block 30 bezieht
sich auf die Bildung der formatierten Codeworte zu einem verknüpften String.
Es wird eine Prüfsumme
CSM für
die ganze Nachricht in dem Block 32 berechnet, und zwar
nach dem oben beschriebene Verfahren, und in dem Block 34 wird die
CSM in dem Adressencodewort, in dem ersten Nachrichtencodewort oder
in einem Vektorfeld zwischen dem Adressen- und dem ersten Nachrichtencodewort
eingebettet. Die auf diese Art und Weise gebildete komplette Nachricht
wird in dem Block 36 zu einem Stapel von Nachrichten zusammengesetzt.
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In
dem Block 38 wird überprüft, ob noch mehr
Datennachrichten zu dem zusammengesetzten Stapel hinzugefügt werden
müssen.
Sollte die Antwort "ja" (Y) sein, so kehrt
das Flussdiagramm zu dem Block 24 zurück, sollte aber die Antwort "nein" (N) sein, so fährt das
Flussdiagramm zu dem Block 40 fort, in dem der Synchronisationscodewort- und der Stapel-Null-Merker
BZM zu dem zusammengesetzten Stapel hinzugefügt werden und der ganze Stapel
gespeichert wird, Block 42. Zu dem richtigen Zeitpunkt,
wie dieser durch einen inneren Zeitgeber festgestellt wird, wird
der Stapel ausgelesen, moduliert (Block 44) und übertragen
(Block 46). In dem Block 48 wird geprüft, ob der
Stapel neu übertragen werden
soll. Sollte die Antwort "ja" (Y) sein, weil die Primärstation
in einer Mode "Wiederhole
die Nachricht" arbeitet,
und wenigstens eine Wiederholung übertragen werden soll, dann
fährt das
Flussdiagramm zu dem Block 44 weiter und sollte die Antwort "nein" (N) sein, weil nur
eine einzige Übertragung ausreicht
oder die letzte Wiederholungsübertragung durchgeführt worden
ist, fährt
das Flussdiagramm zu dem Block 24 weiter.
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In 7 umfasst die Sekundärstation
SS eine Antenne 50, die mit einem Empfänger 52 verbunden
ist, dessen Ausgang mit einem Decoder 54 verbunden ist.
Mit dem Decoder 54 ist ein Adressencodewortdetektor 56 verbunden.
In dem Fall, dass die Sekundärstation
mit einer einzigen Übertragung einer
Nachricht beschäftigt
ist, ist der Ausgang des Decoders 54 mit dem Eingang eines
Prozessors 62 verbunden, der entsprechend einem in einem
ROM 64 gespeicherten Programm arbeitet.
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Auf
alternative Weise ist, wenn die Sekundärstation eine oder mehrere
Wiederholungen einer Nachricht durchführt, der Ausgang des Decoders 54, wie
durch gestrichelte Linien angegeben ist, mittels eines Einpol-Mehrweg-Schaltmittels 58 mit
einer Anzahl Schieberegister SR1 bis SRn gekoppelt. Ein Signalkombiniermittel 60 hat
einen Eingang, der mit den Ausgängen
der Schieberegister SR1 bis SRn gekoppelt ist, und einen Ausgang,
der mit dem Prozessor 62 gekoppelt ist.
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Der
Prozessor 62 liefert mehrere Ausgangssignale, die Folgendes
umfassen:
- (1) ein Empfänger-EIN/AUS-Signal, das einer Stromregelstufe 66 zugeführt wird,
welche die Einschaltung des Empfängers 52 regelt,
- (2) ein Nachrichten-Eingangs-/Ausgangssignal, das mit einem
RAM 68 gekoppelt ist zur Speicherung von Nachrichten,
- (3) ein Ausgangssignal, das mit der Treiberschaltung 70 gekoppelt
ist zur Wiedergabe aus dem RAM 68 ausgelesener Nachrichten
an einem LCD-Schirm 72,
- (4) ein Ankündigungssignal,
das einem oder mehreren der nachfolgenden Elementen zugeführt wird:
einem akustischen Wandler 74, einer LED 76 und
einem Vibrator 78. Von dem Tastenfeld 80 ist ein
Ausgang mit dem Prozessor 62 gekoppelt.
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8 ist ein Flussdiagramm
in Bezug auf das Ermitteln des Endes einer Nachricht, die nur einmal übertragen
worden ist.
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Der
Block 79 bezeichnet den Start des Flussdiagramms. Der Block 81 bezeichnet
die Anregung der Sekundärstation
für das
vorbestimmte Frame, Der Block 83 bezieht sich auf die Wirkung
von Fehlerkorrektur- und Decodiersignalen, die in dem Frame empfangen
worden sind. Der Block 85 bezeichnet die Überprüfung, ob
eine decodierte Adresse einer derjenigen entspricht, die der Sekundärstation
zugeordnet worden sind. Sollte die Antwort "nein" (N)
sein, so kehrt das Flussdiagramm zu dem Block 83 zurück. Wenn
aber die Antwort "ja" (Y) ist, dann wird
in dem Block 87 die Prüfsumme
CSM aus dem Adressencodewort wiederhergestellt und gespeichert.
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Der
Block 89 bezeichnet eine Fehlerkorrektur und eine Decodierung
aufeinander folgender Nachrichtencodeworte. In dem Block 91 wird
eine Prüfung
angestellt um zu sehen, ob das Nachrichtencodewort decodierbar ist.
Wenn die Antwort " ja" (Y) ist, dann wird
das Nachrichtencodewort mit allen vorher decodierten Nachrichtencodeworten
verknüpft, die
mit dem Adressencodewort verknüpft
sind, Block 95. Im Block 97 wird eine Prüfsumme berechnet,
und zwar unter Verwendung desselben Algorithmus, der auch in der
Primärstation
verwendet wurde. Die gespeicherten und berechneten Prüfsummen
werden verglichen, Block 99. Im Block 101 wird
eine Prüfung durchgeführt um zu
sehen, ob die Prüfsummen
einander gleich sind und wenn nicht, kehrt das Flussdiagramm zu
dem Block 89 zurück.
Wenn sie aber gleich sind, wird die Nachricht als komplette betrachtet
und in dem Block 103 wird die Nachricht wiedergegeben und/oder
zur späteren
Wiedergabe gespeichert. Der Block 109 bezieht sich auf
das Rückstellen des
Flussdiagramms zu dem Block 81.
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Wenn
die Antwort aus dem Block 91 "nein" (N)
ist, was bedeutet, dass das Nachrichtencodewort nicht decodierbar
ist, dann kann in dem Block 105 die bisher zusammengesetzte
Nachricht gelöscht
oder mit einer Warnung inkomplett wiedergegeben werden. Das Flussdiagramm
fährt dann
zu dem Block 109 weiter.
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Eine
Antwort "nein" (N) aus dem Block 93 gibt
an, dass ein Adressen- oder ein freies Codewort gefunden worden
ist, das angibt, dass die CSM das Ende der Nachricht nicht identifiziert
hat, vielleicht wegen eines falschen Codewortes in der Nachricht. In
dem Block 107 kann die Nachricht gelöscht oder mit einer Warnung
wiedergegeben werden. Das Flussdiagramm fährt zu dem Block 109 weiter.
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9 ist eine Flussdiagramm,
das sich auf das Ende einer Nachricht bezieht, durch Detektion des
nächsten
Adressencodeworte oder eines freien Codewortes, das gegenüber einer Übereinstimmung zwischen
den CSMs den Vorrang hat. Der Kürze
wegen wird das Flussdiagramm bis einschließlich Block 89 nicht
abermals beschrieben. In dem Block 91 wird eine Prüfung angestellt
um zu sehen, ob das Nachrichtencodewort decodierbar ist. Wenn die
Antwort "ja" (Y) ist, dann wird
in dem Block 93 eine Prüfung angestellt,
um zu sehen, ob das Codewort ein Nachrichtencodewort ist; wenn die
Antwort "ja" (Y) ist, dann wird
es mit den anderen Nachrichtencodeworten verknüpft und das Flussdiagramm kehrt
zu dem Block 89 zurück.
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Wenn
die Antwort auf den Block 91 "nein" (N) ist,
dann wird in dem Block 97 aus den vorhergehenden Nachrichtencodeworten
die CSM berechnet. In dem Block 99 wird die berechnete
CSM mit derjenigen verglichen, die in dem Adressencodewort, in dem
ersten Nachrichtencodewort oder in dem Vektorfeld, wie jeweils anwendbar,
eingebettet ist. In dem Block 101 wird eine Prüfung durchgeführt um zu
sehen, ob sie miteinander übereinstimmen.
Wenn die Antwort "ja" (Y) ist, dann wird
in dem Block 103 die Nachricht entweder wiedergegeben oder
zur späteren
Wiedergabe gespeichert. Wenn die Antwort "nein" (N)
ist, dann kann in dem Block 111, die Nachricht, die als
inkomplett betrachtet wird, gelöscht
oder mit einer Warnung inkomplett wiedergegeben werden. Von den
Blöcken 103 und 111 aus
fährt das Flussdiagramm
zu dem Rückstellblock 109.
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Wenn
die Antwort in dem Block 93 "nein" (N) ist,
dann wiederholt das Flussdiagramm, mit Ausnahme des Blocks 113,
der den Block 111 ersetzt, die Schritte 97 bis 109,
die der Bequemlichkeit halber durch dieselben Bezugszeichen, aber
mit dem Suffix A angegeben sind. Der Kürze wegen werden diese Schritte
nicht wiederholt. Wenn die Antwort aus dem Block 101 "nein" (N) ist, was bedeutet,
dass die empfangene und neu berechnete CSM voneinander abweichen,
was suggeriert, dass die CSM das Ende der Nachricht nicht identifiziert
hat, kann die Nachricht gelöscht
oder mit einer Warnung wiedergegeben werden, Block 113.
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10 ist ein Flussdiagramm,
das sich auf die Bestimmung des Endes einer Nachricht bezieht, wenn
die Nachricht wiederholt wird. Der Block 82 bezieht sich
auf die Einschaltung des Empfängers
für ein
vorbestimmtes Frame in n aufeinander folgenden Batches, wobei n
eine ganze Zahl, typischerweise zwischen 2 und 4, ist. Der Block 86 bezieht
sich auf die Detektion eines Adressencodewortes, das den Anfang
der nächsten
Nachricht angibt. Die Stufe 88 bezieht sich auf die Überprüfung, ob
ein Adressencodewort detektiert worden ist, wenn die Antwort "nein" (N) ist, dann setzt
sich die Decodierung empfangener Daten fort, aber wenn die Antwort "ja" (Y) ist, dann fährt das
Flussdiagramm zu den Blöcken 90a bis 90n weiter,
die sich auf die Speicherung mehrerer Übertragungen beziehen, durchgeführt in den
entsprechenden Frames einer vorbestimmten Anzahl Batches, wobei
die Anzahl Wiederholungsübertragungen
derselben Nachricht eine Konstante des Kommunikationssystems ist.
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Der
Block 92 bezieht sich auf das Kombinieren von Codeworten
in den betreffenden gespeicherten Übertragungen. Dazu kann eine
oder mehrere der jeweiligen bekannten Techniken angewandt werden,
beispielsweise das Selektieren eines Codewortes, das einwandfrei
auf Fehler korrigiert worden ist statt eines Codewortes, das zuviel
Fehler hat um durch den verwendeten Fehlerkorrekturalgorithmus korrigiert
zu werden durch Anwendung höherer
Logik, insbesondere wenn drei oder mehr Übertragungen von den betreffenden
Blöcken 90a und 90b gespeichert
wurden. Der Block 94 bezeichnet die Wiederherstellung und
Speicherung der Prüfsumme
in dem Adressencodewort. Da jedes Codewort mit vorher akzeptierten
Codeworten in einem Nachrichtenspeicher verknüpft wird, wird eine Prüfsumme erzeugt,
Block 96. Der Block 98 bezeichnet den Vergleich
der erzeugten Prüfsumme
mit der aus dem Adressencodewort wiederhergestellten Prüfsumme. In
dem Block 100 wird eine Entscheidung gemacht, ob sie ggf.
in Übereinstimmung
sind, wenn sie nicht in Übereinstimmung
sind (N) wird der Zyklus aus dem Kombinieren von Codeworten, dem
berechnen einer neuen Prüfsumme
und dem Vergleichen von Prüfsummen
wiederholt. Wenn die Prüfsummen
miteinander übereinstimmen
(Y) wird ein Ende-der-Nachricht-Merker
erzeugt, Block 102, was ein weiteres Kombinieren von Codeworten
verbietet und alle Daten löscht,
die durch Vorgänge
in den Blöcken 90a bis 90n gespeichert
sind. Der Block 104 bezieht sich auf das Speichern der
Nachricht in dem RAM 68 und der Block 106 bezieht
sich auf das Rückstellen
der Sekundärstation.
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11 zeigt einen 32 Bits Batch-Null-Merker BZM,
der in seiner einfachsten Form verwendet wird um den ersten Batch
in einem Zyklus on mehreren Batches anzugeben, beispielsweise 3
Hochgeschwindigkleitsbatches oder 15 Batches mit 1200 b/s.
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Die
Verwendung eines einfachen BZMs ist in der Europäischen Patentschrift EP-A1-0
554 941 beschrieben worden. In einer aktualisierten Form kann der
BZM verwendet werden um Information zu einer Sekundärstation
zu befördern,
so dass er sich erforderlichenfalls anpassen kann. In einer Verbesserung, die
auf die vorliegende Erfindung anwendbar ist, kann der BZM einer
Sekundärstation
angeben, dass sie sich einmal je Hochgeschwindigkeitsbatch statt einmal
je Zyklus einschalten soll.
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Ein
BZM, der für
ein Verfahren geeignet ist, in dem eine Nachricht zweimal oder mehrere
Male wiederholt wird, ist in 11 dargestellt.
Im Wesentlichen ist der BZM ein Adressencodewort mit 32 Bits und
mit einem Format, das im Allgemeinen mit einem POCSAG-Adressencodewort übereinstimmt.
Auf diese Weise wird das erste Bit verwendet um anzugeben, ob das
Codewort ein Adressencodewort oder ein Nachrichtencodewort ist,
die Bits 22 bis 31 sind die CRC und Bit 32 schafft eine gerade Parität.
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Bit
2 wird benutzt um anzugeben, ob der Zweck des Codewortes ein BZM
oder eine Adresse einer Sekundärstation
ist. Die Bits 3 bis 6 werden verwendet um den Systemoperator zu
identifizieren und die Bits 7 bis 15 identifizieren das Gebiet.
Das Bit 16 wird verwendet um zu unterscheiden, ob das Codewort ein
BZM oder eine BZM-Nachricht ist. Die Bits 17 und 18 werden verwendet
um anzugeben, wie viele Male die Nachricht wiederholt wird, 2 Bits
werden es ermöglichen,
dass bis zu vier Situationen, beispielsweise 0, 1, 2 oder 3 signalisiert
werden. Die Bits 19 und 20 werden verwendet um zu identifizieren, welche
Wiederholung in dem aktuellen Batch übertragen wird und das Bit
21 wird verwendet um anzugeben, ob das System in der Zyklus-Mode
oder in der Batch-Mode arbeitet.
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Obschon
nicht detailliert beschrieben, kann in dem Fall, dass ein nicht
decodierbares Codewort empfangen wird, und das Ende einer Nachricht
durch den Empfang eines Adressencodewortes oder eines freien Codewortes
detektiert wird, die eingebettete Prüfsumme auf eine mehr herkömmliche
Art und Weise als eine Fälschungsprüfung benutzt
werden.
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Aus
der Lektüre
der vorliegenden Beschreibung dürften
dem Fachmann andere Abwandlungen einfallen. Solche Abwandlungen
können
andere Merkmale betreffen, die in dem Entwurf, in der Herstellung
und in der Verwendung im Bereich von Kommunikationssystemen bereits
bekannt und statt der oder zusätzlich
zu den hier bereits beschriebenen Merkmalen verwendbar sind. Obschon
Patentansprüche
in dieser Patentanmeldung in Bezug auf spezielle Kombinationen von
Merkmalen formuliert worden sind, dürfte es einleuchten, dass der
Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ebenfalls jedes
neue Merkmal oder jede neue Kombination von hier explizit oder implizit
beschriebenen Merkmalen oder jeder Verallgemeinerung derselben umfasst,
ob diese sich auf dieselbe Erfindung, wie diese in einem der Ansprüche beschrieben
worden sind, bezieht oder nicht und ob sie eines derselben technischen
Probleme oder alle Probleme lindert oder nicht, wie dies die vorliegende
Erfindung macht. Patentanmelderin möchte an dieser Stelle bemerken, dass
während
der Verfolgung der vorliegenden Patentanmeldung oder einer davon
hergeleiteten weiteren Patentanmeldung neue Patentansprüche in Bezug
auf derartige Merkmale und/oder Kombinationen derartiger Merkmale
formuliert werden können.
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Übertragung
relativ langer Datennachrichten, wie Fernschreiben, entweder mit
Hilfe eines Funkrufsystems oder eines speziellen Nachrichtenübertragungssystems.