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Die Erfindung betrifft ein Funkgerät zur zeitsynchronen Übertragung von IQ-Abtastwerten und zeitkritischen Kommandos mittels Funk.
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In einigen herkömmlichen Funkkommunikationssystemen wird zwischen einem Sendebetrieb und einem Empfangsbetrieb umgeschaltet. D. h. ein individuelles Funkgerät kann gleichzeitig lediglich senden oder empfangen. Um das Senden und Empfangen durch zwei Funkgeräte aufeinander abzustimmen, ist es notwendig, die Zeiten, in welchen gesendet und empfangen wird, zu synchronisieren. Die Anforderungen an die Synchronisation werden jedoch üblicherweise durch Einführung eines zeitlichen Abstands zwischen dem Sendebetrieb und dem Empfangsbetrieb reduziert.
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Zur Vermeidung elektronischer Störmaßnahmen (ECM) wird üblicherweise ein Frequenzsprungverfahren eingesetzt. Dabei wechselt die Trägerfrequenz eines ausgesendeten Signals häufig sprunghaft. Damit ein Empfänger in einem solchen Kommunikationssystem stets das vollständige Signal empfängt, ist es notwendig, dass der Sender und der Empfänger sehr genau synchronisiert sind. So zeigt die US-Patentanmeldung US 2008/0192863 A1 ein Verfahren und eine Einrichtung zur Synchronisation bei Einsatz eines Frequenz-Sprung-Verfahrens.
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Nachteilhaft ist dort jedoch, dass die gezeigte Lösung einen hohen Aufwand erfordert und gleichzeitig noch immer keine optimale Synchronisation erreicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Funkgerät zu schaffen, welches eine hochgenaue Synchronisation von Funkübertragungen ermöglicht.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß für die Einrichtung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Ein erfindungsgemäßes Funkgerät zum Senden und Empfangen von Nachrichten in einem Frequenzsprungbetrieb verfügt über eine Zeitsteuereinrichtung, eine Basisbandsteuereinrichtung und eine Sicherheitssteuereinrichtung. Die Sicherheitssteuereinrichtung ist dabei mit der Zeitsteuereinrichtung und der Basisbandsteuereinrichtung verbunden. Die Sicherheitssteuereinrichtung signalisiert der Basisbandsteuereinrichtung für den Frequenzsprungbetrieb geeignete Sendezeiträume. Die Zeitsteuereinrichtung beinhaltet einen ersten hochgenauen Zähler. Die Zeitsteuereinrichtung übermittelt einen Zählwert des ersten Zählers an die Basisbandsteuereinrichtung. Die Basisbandsteuereinrichtung ermittelt aus dem Zählwert ein Vorliegen eines geeigneten Sendezeitraums. Die Basisbandsteuereinrichtung sendet bei Vorliegen eines geeigneten Sendezeitraums Nachrichten zumindest mittelbar aus. So wird erreicht, dass die Sendezeitpunkte im Frequenzsprungverfahren sehr genau eingehalten werden.
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Die Zeitsteuereinrichtung beinhaltet bevorzugt einen zweiten hochgenauen Zähler. Die Zeitsteuereinrichtung übermittelt bevorzugt einen Zählwert des zweiten Zählers an die Basisbandsteuereinrichtung. Der erste Zähler dient bevorzugt zur Synchronisation in einem Sendebetrieb. Der zweite Zähler dient bevorzugt zur Synchronisation in einem Empfangsbetrieb. Die Zeitsteuereinrichtung stellt die Zähler bevorzugt ein und/oder setzt sie bevorzugt zurück und/oder liest sie bevorzugt aus. So wird eine genaue Synchronisierung eines Empfangsbetriebs mit einem Sendebetrieb möglich.
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Die Zähler bestehen vorteilhafterweise jeweils aus drei Teilzählern. Ein Überlauf eines ersten Teilzählers löst vorteilhafterweise einen Zählvorgang eines zweiten Teilzählers aus, während ein Überlauf des zweiten Teilzählers einen Zählvorgang eines dritten Teilzählers auslöst. Ein Überlauf des ersten Teilzählers zeigt bevorzugt einen Frequenzsprung an. Ein Überlauf des zweiten Teilzählers zeigt bevorzugt einen neuen Zeitschlitz an. Der dritte Teilzähler läuft bevorzugt während einer maximalen Laufzeit des Funkgeräts nicht über. So wird eine einfache Anpassbarkeit des Funkgeräts an verschiedene unterschiedliche Frequenzsprungbetriebsarten erreicht.
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Die Teilzähler verfügen dabei vorteilhafterweise jeweils über eine einstellbare Länge. So ist eine einfache Konfigurierbarkeit des Funkgeräts gewährleistet.
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Das Erreichen eines einstellbaren Werts unterhalb eines maximalen Werts eines Teilzählers löst bevorzugt einen Zählvorgang eines nachgeschalteten Teilzählers aus. Der Teilzähler, welcher den einstellbaren Wert erreicht, setzt sich dabei bevorzugt zurück. So wird eine weitere Verbesserung der Konfigurierbarkeit erreicht.
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Die Sicherheitssteuereinrichtung sendet vorteilhafterweise zeitkritische Steuersignale an die Basisbandsteuereinrichtung. Die Sicherheitssteuereinrichtung sendet vorteilhafterweise jeweils einen Zeitpunkt zur Ausführung des jeweiligen zeitkritischen Steuersignals an die Basisbandsteuereinrichtung. Die Basisbandsteuereinrichtung führt die zeitkritischen Steuersignale vorteilhafterweise aus. Alternativ leitet sie die zeitkritischen Steuersignale an eine analoge Sende-/Empfangseinrichtung weiter. Diese führt die zeitkritischen Steuersignale in diesem Fall aus, wenn die Zeitsteuereinrichtung den jeweiligen Zeitpunkt signalisiert. So wird eine sehr einfache und genaue Steuerung des Funkgeräts erreicht.
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Die gesendeten zeitkritischen Steuersignale sind bevorzugt Frequenzsprungsignale. Eine sehr einfache Steuerung des Frequenzsprungbetriebs wird so erreicht.
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Vorteilhafterweise erzeugt die Basisbandsteuereinrichtung Interruptsignale zu von der Sicherheitssteuereinrichtung vorgegebenen Zeitpunkten. Vorteilhafterweise übermittelt die Basisbandsteuereinrichtung die Interruptsignale an eine mit ihr verbundene analoge Sende-/Empfangseinrichtung übermittelt. Vorteilhafterweise verarbeitet die analoge Sende-/Empfangseinrichtung die Interruptsignale sofort. So wird eine sehr schnelle Steuerung des Funkgeräts erzielt.
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Bevorzugt empfängt die Basisbandsteuereinrichtung über eine daran angeschlossene analoge Sende-/Empfangseinrichtung Nachrichten. Das Funkgerät ist so in der Lage mit geringem Aufwand Nachrichten zu empfangen.
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Die Basisbandsteuereinrichtung empfängt bevorzugt zeitkritische Steuersignale von einer mit ihr verbundenen analogen Sende-/Empfangseinrichtung und überträgt diese bevorzugt an die Sicherheitssteuereinrichtung. Bevorzugt verarbeitet die Sicherheitssteuereinrichtung die empfangenen zeitkritischen Steuersignale. So ist eine Steuerung des Funkgeräts durch empfangene Funksignale möglich.
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Die Basisbandsteuereinrichtung fügt vorteilhafterweise in empfangene Nachrichten bei Auftreten bestimmter Ereignisse Markersignale ein. So wird die Steuerbarkeit des Frequenzsprungbetriebs weiter verbessert.
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Von der Basisbandsteuereinrichtung empfangene Nachrichten sind bevorzugt in einem Zeitschlitzverfahren (TDMA) gesendet. Die Basisbandsteuereinrichtung detektiert bevorzugt den Beginn und/oder das Ende von Zeitschlitzen in den Nachrichten und fügt bevorzugt in die empfangenen Nachrichten Markersignale ein, welche jeweils den Beginn und/oder das Ende der Zeitschlitze anzeigen. So wird die Steuerbarkeit des Frequenzsprungbetriebs noch weiter verbessert.
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Das Funkgerät beinhaltet bevorzugt weiterhin eine Modulations-/Demodulationseinrichtung, welche zumindest mittelbar mit der Basisbandsteuereinrichtung verbunden ist. Die Modulations-/Demodulationseinrichtung moduliert bevorzugt auszusendende Signale und übermittelt diese bevorzugt an die Basisbandsteuereinrichtung. Die Modulations-/Demodulationseinrichtung empfängt bevorzugt empfangene Signale von der Basisbandsteuereinrichtung und demoduliert diese. So wird eine einfache Verarbeitung zu sendender und empfangener Nachrichten erzielt.
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Vorteilhafterweise weist das Funkgerät weiterhin eine Dezimations-/Interpolationseinrichtung auf, welche mit der Basisbandsteuereinrichtung verbunden ist. Die Dezimations-/Interpolationseinrichtung fügt vorteilhafterweise auszusendenden modulierten Signalen zusätzliche interpolierte Werte hinzu und entfernt bevorzugt überflüssige Werte aus empfangenen modulierten Signalen. So wird eine einfache Verarbeitung zu sendender und empfangener Nachrichten erzielt.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung, in der ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, beispielhaft beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Funkgeräts;
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2 eine Detailansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts;
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3 eine Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts;
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4 eine Detailansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts, und
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5 eine Detailansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts.
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Zunächst wird anhand der 1 bis 4 der Aufbau und die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Funkgeräts erläutert. Anschließend wird mittels 5 die Funktionsweise des Sendebetriebs näher dargestellt. Identische Elemente wurden in ähnlichen Abbildungen zum Teil nicht wiederholt dargestellt und beschrieben.
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1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Funkgeräts. Eine Kanalzugriffssteuereinrichtung 17 ist mit einer Sicherheitssteuereinrichtung 16 verbunden. Die Sicherheitssteuereinrichtung 16 ist mit einer Modulationseinrichtung 14 verbunden. Die Modulationseinrichtung 14 ist mit einer Interpolationseinrichtung 12 und einer Dezimationseinrichtung 13 verbunden. Die Interpolationseinrichtung 12 und die Dezimationseinrichtung 13 sind mit einer Basisbandsteuereinrichtung 11 verbunden. Die Basisbandsteuereinrichtung 11 ist ebenfalls mit der Sicherheitssteuereinrichtung 16 verbunden. Darüber hinaus ist die Basisbandsteuereinrichtung 11 mit einer Zeitsteuereinrichtung 15 verbunden. Die Zeitsteuereinrichtung 15 ist ebenfalls mit der Sicherheitssteuereinrichtung 16 verbunden. Die Basisbandsteuereinrichtung 11 ist außerdem mit einer analogen Sende-/Empfangseinrichtung 10 verbunden.
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Zunächst wird der Sendebetrieb dargestellt. Ein zu sendendes Signal wird von einem hier nicht dargestellten herkömmlichen Anteil des Funkgeräts an die Kanalzugriffssteuereinrichtung 17 übertragen. Die Kanalzugriffssteuereinrichtung 17 steuert den Zugriff auf den Übertragungskanal. So kann ein Senden bei Einsatz eines Zeitschlitzübertragungsverfahrens (TDMA) nicht zu jeden beliebigen Zeitpunkt stattfinden. Die Kanalzugriffssteuereinrichtung 17 leitet die Nachrichten somit nur dann weiter, wenn ein Senden über den Kanal auch möglich ist. Die Nachricht wird von der Sicherheitssteuereinrichtung 16 empfangen. Aufgabe der Sicherheitssteuereinrichtung 16 ist die Steuerung eines Frequenzsprungbetriebs. D. h. die Sicherheitssteuereinrichtung 16 bestimmt, zu welchen Zeitpunkten welche Sendefrequenz eingesetzt wird. Über die Verbindung zu der Basisbandsteuereinrichtung 11 steuert die Sicherheitssteuereinrichtung 16 den Frequenzsprungbetrieb. Über die Verbindung zu der Zeitsteuereinrichtung 15 wird diese durch die Sicherheitssteuereinrichtung 16 gesteuert. Hierauf wird anhand von 3 näher eingegangen.
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Das von der Sicherheitssteuereinrichtung 16 empfangene Signal wird an die Modulationseinrichtung 14 weitergeleitet. Die Modulationseinrichtung 14 moduliert das Signal, z. B. mittels einer 8-PSK oder einer 16-QAM. Dabei erzeugt die Modulationseinrichtung 14 ein Inphase-Teilsignal I und ein Quadratur-Teilsignal Q. Die Teilsignale I, Q werden an die Interpolationseinrichtung 12 übertragen. Diese interpoliert Werte der Teilsignale I, Q zwischen den bereits vorhandenen digitalen Werten der Teilsignale I, Q. So wird aus einem Eingangs-Teilsignal I, Q, welches mit 128 KHz abgetastet ist, durch die Interpolationseinrichtung 12 ein Ausgangsteilsignal, welches mit 9,6 MHz abgetastet ist. Die Teilsignale werden anschließend der Basisbandsteuereinrichtung 11 zur Verfügung gestellt.
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Die Basisbandsteuereinrichtung 11 speichert die Teilsignale zunächst, ohne sie auszusenden. Sie erhält von der Sicherheitssteuereinrichtung 16 einen Zeitpunkt mitgeteilt, zu welchem sie mit dem Senden beginnen soll. Erst wenn die Zeitsteuereinrichtung 15 diesen Zeitpunkt an die Basisbandsteuereinrichtung 11 übermittelt, beginnt diese mit dem Senden. Die von der Basisbandsteuereinrichtung 11 gesendeten Signale werden an die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 10 übertragen und von dieser in ein analoges Signal gewandelt und ausgesendet.
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Auf die Signalisierung zwischen der Basisbandsteuereinrichtung 11, der Sicherheitssteuereinrichtung 16 und der Zeitsteuereinrichtung 15 wird anhand von 2 näher eingegangen.
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Im Empfangsbetrieb wird ein Signal von der analogen Sende-/Empfangseinrichtung 10 empfangen und an die Basisbandsteuereinrichtung 11 übertragen. Die Basisbandsteuereinrichtung 11 überträgt die Abtastwerte des empfangenen Signals an die Dezimationseinrichtung 13. Diese reduziert die Anzahl der Abtastwerte. Aus einem Eingangssignal von 9,6 MHz wird ein Ausgangssignal von 128 KHz. Dieses Signal wird von der Modulationseinrichtung 14 demoduliert und an die Sicherheitssteuereinrichtung 16 übertragen. Von dort wird das Signal an die Kanalzugriffssteuereinrichtung 17 und von dieser an den hier nicht dargestellten herkömmlichen Anteil des Funkgeräts übertragen. Ein Empfang kann dabei zu jedem Zeitpunkt stattfinden.
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In 2 wird eine Detailansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts gezeigt. Eine Zeitsteuereinrichtung 40, welche der Zeitsteuereinrichtung 15 aus 1 entspricht, ist mit einer Basisbandsteuereinrichtung 43, welche der Basisbandsteuereinrichtung 11 aus 1 entspricht, verbunden. Die Basisbandsteuereinrichtung 43 ist mit einer analogen Sende-/Empfangseinrichtung 44, welche der analogen Sende-/Empfangseinrichtung 10 aus 1 entspricht, und einer Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 verbunden. Diese entspricht der Interpolationseinrichtung 12 und der Dezimationseinrichtung 13 aus 1. Die Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 ist mit einer Modulationseinrichtung 46, welche der Modulationseinrichtung 14 aus 1 entspricht, verbunden.
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Eine hier nicht dargestellte Sicherheitssteuereinrichtung überträgt zeitkritische Steuersignale TcCtrlIn an die Basisbandsteuereinrichtung 43. Mit jedem zeitkritischen Steuersignal TcCtrlIn wird zusätzlich ein Zeitsignal TcTimeIn von der Sicherheitssteuereinrichtung an die Basisbandsteuereinrichtung 43 übertragen, welches den exakten Zeitpunkt, zu welchem das zeitkritische Steuersignal TcCtrlIn verarbeitet werden soll, angibt.
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Darüber hinaus werden nicht zeitkritische Steuersingale Ctrl zwischen der Sicherheitssteuereinrichtung und der Basisbandsteuereinrichtung 43 ausgetauscht. Diese dienen der Parametrierung der Funktion der Basisbandsteuereinrichtung 43. Mit dem zeitkritischen Steuersignal TcCtrlOut werden der Sicherheitssteuereinrichtung empfangene Steuersignale mitgeteilt.
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Im Sendebetrieb ist eine Aufgabe der Basisbandsteuereinrichtung 43 die Weiterleitung von IQ-Abtastwerten von der Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 an die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44. Hierzu sendet die Basisbandsteuereinrichtung 43 ein Signal IQ Req an die Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45. Dieses Signal wird von der Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 an die Modulationseinrichtung 46 übertragen. Mit diesem Signal löst die Basisbandsteuereinrichtung 43 eine Übertragung von IQ-Abtastwerten aus. D. h. die Modulationseinrichtung 46 erzeugt IQ-Abtastwerte und überträgt sie als Signal IQ In an die Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45. Diese interpoliert die Daten und sendet sie als Signal IQ In weiter an die Basisbandsteuereinrichtung 43. Von der Basisbandsteuereinrichtung 43 werden die Signale zunächst gespeichert.
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Die hier nicht dargestellte Sicherheitssteuereinrichtung teilt der Basisbandsteuereinrichtung 43 durch ein zeitkritisches Steuersignal TcCtrl und ein Zeitsignal TcTimeIn mit, zu welchem Zeitpunkt sie die IQ-Abtastwerte aussenden darf. Die Zeitsteuereinrichtung 40 teilt der Basisbandsteuereinrichtung 43 mit einem Signal Time Inf die exakte aktuelle Zeit mit. Sobald sich ein geeigneter Sendezeitpunkt nähert, erzeugt die Basisbandsteuereinrichtung 43 ein Signal Ramp Up und sendet es an die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44. Die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44 wird so in Sendebereitschaft versetzt. Das Signal Ramp Up steuert dabei direkt die Hüllkurve des Senders.
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Sobald der geeignete Sendezeitpunkt eintrifft, beginnt die Basisbandsteuereinrichtung mit dem Weiterleiten des Signals IQ In als Signal MsgOut an die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44. Das Signal wird daraufhin von dieser ausgesendet.
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Im Sendebetrieb ist eine weitere Aufgabe der Basisbandsteuereinrichtung 43 die Übertragung von zeitkritischen Kommandos von der Sicherheitssteuereinrichtung an die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44. Hierzu empfängt die Basisbandsteuereinrichtung 43 ein zeitkritisches Steuersignal TcCtrlIn von der hier nicht dargestellten Sicherheitssteuereinrichtung und sendet dieses zu einem geeigneten Sendezeitpunkt als Signal MsgOut an die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44. Ein geeigneter Sendezeitpunkt bestimmt sich dabei wie bei der Übertragung von IQ-Abtastwerten. Darüber hinaus kann die Basisbandsteuereinrichtung 43 dazu veranlasst werden, das zeitkritische Steuersignal zu einem bestimmten Zeitpunkt auszusenden. Hierzu beinhaltet das Signal TcTimeIn den bestimmten Zeitpunkt. Die Basisbandsteuereinrichtung 43 empfängt die exakte momentane Zeit Time Inf von der Zeitsteuereinrichtung 44 und sendet das Steuersignal zum entsprechenden Zeitpunkt aus. Dabei ist sie nicht an einen ermittelten geeigneten Zeitpunkt gebunden.
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Neben dem Aussenden zu geeigneten Zeitpunkten kann die Basisbandsteuereinrichtung 43 Steuersignale auch zu beliebigen Zeitpunkten aussenden. Hierzu wird sie über ein spezielles Signal aufgefordert.
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Im Empfangsbetrieb überträgt die Basisbandsteuereinrichtung 43 empfangene IQ-Abtastwerte von der analogen Sende-/Empfangseinrichtung 44 an die Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 bzw. die Modulationseinrichtung 46. Das Funkgerät ist dabei stets empfangsbereit. Empfängt die analoge Sende-/Empfangseinrichtung 44 ein Signal, so digitalisiert sie es und überträgt es als Signal MsgIn an die Basisbandsteuereinrichtung 43. Diese leitet es weiter an die Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45, welche das Signal um überflüssige Abtastwerte dezimiert. Um der Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 anzuzeigen, dass ein Signal gesendet wird, wird gleichzeitig das Signal IQ Enab übertragen. Das resultierende Signal IQ Out wird an die Modulationseinrichtung 46 übertragen und von dieser demoduliert. Auch die Interpolations-/Dezimationseinrichtung 45 sendet ein Signal IQ Enab um anzuzeigen, dass ein IQ Signal gesendet wird.
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Eine weitere Aufgabe der Basisbandsteuereinrichtung 43 im Empfangsbetrieb ist die Übertragung von zeitkritischen Kommandos von der analogen Sende-/Empfangseinrichtung 44 an die hier nicht dargestellte Sicherheitssteuereinrichtung. Wird ein solches zeitkritisches Kommando in einem Signal übertragen, wird dieses von der analogen Sende-/Empfangseinrichtung 44 als MsgIn an die Basisbandsteuereinrichtung 43 übertragen. Das zeitkritische Kommando wird von der Basisbandsteuereinrichtung 43 detektiert und als Signal TcCtrlOut an die nicht dargestellte Sicherheitssteuereinrichtung übertragen.
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Eine weitere Aufgabe der Basisbandsteuereinrichtung 43 im Empfangsbetrieb ist die Erzeugung von Markersignalen bei bestimmten Ereignissen. So wird beispielsweise bei Ende eines Frequenzsprungs ein solches Markersignal in das empfangene Signal eingeprägt, um den weiteren an der Verarbeitung beteiligten Einheiten dies mitzuteilen.
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Darüber hinaus kann die Basisbandsteuereinrichtung 43 Interrupt-Trigger-Signale erzeugen. Hierzu wird bei Detektion eines Ereignisses, welches ein solches Signal auslösen soll, unabhängig von dem gegenwärtigen Betriebszustand, ein Interrupt-Trigger-Signal erzeugt und an die Sicherheitssteuereinrichtung weitergeleitet. Bei den bestimmten Ereignissen kann es sich dabei z. B. um das Ende von Freuquenzsprungabschnitten oder Zeitschlitzabschnitten handeln.
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Die Zeitsteuereinrichtung 40 steht ebenfalls in Kommunikationsverbindung mit der hier nicht dargestellten Sicherheitssteuereinrichtung. Die Sicherheitssteuereinrichtung steuert über diese Verbindung die Zeitsteuereinrichtung 40. Hierauf wird anhand der 3 näher eingegangen.
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3 zeigt eine Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts. Die hier dargestellte Zeitsteuereinrichtung 30 entspricht der Zeitsteuereinrichtung 15 aus 1 bzw. der Zeitsteuereinrichtung 40 aus 2.
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Die Zeitsteuereinrichtung 30 beinhaltet einen Multiplexer 31, einen Hintergrundzähler 32, einen Vordergrundzähler 33 und eine Steuereinrichtung 34. Die Steuereinrichtung 34 ist über eine Verbindung 36 mit einer hier nicht dargestellten Sicherheitssteuereinrichtung verbunden. Die Steuereinrichtung 34 ist mit dem Hintergrundzähler 32 und dem Vordergrundzähler 33 verbunden. Der Hintergrundzähler 32 und der Vordergrundzähler 33 sind jeweils mit dem Multiplexer 31 verbunden. Der Multiplexer 31 ist über eine Verbindung 35 mit einer hier nicht dargestellten Basisbandsteuereinrichtung verbunden. Der Hintergrundzähler 32 und der Vordergrundzähler 33 sind unabhängige digitale Zähler. Sie weisen dabei eine vorgegebene Länge auf. Auf die Funktionsweise der Zähler wird anhand von 4 näher eingegangen.
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Die Steuereinrichtung 34 steht über die Verbindung 36 mit der Sicherheitssteuereinrichtung in Verbindung und wird von dieser gesteuert. Die Steuereinrichtung 34 kann dabei die Zähler 32, 33 mit Initialzeitwerten laden. Weiterhin kann sie die Zählerstände auslesen, wenn sie hierzu aufgefordert wird. Darüber hinaus kann die Steuereinrichtung 34 die Zählerstände um bestimmte Werte verstellen. Sie kann weiterhin die Zähler 32, 33 unabhängig voneinander starten und anhalten. Die Zähler 32, 33 sind über den Multiplexer 31 und die Verbindung 35 mit der Basisbandsteuereinrichtung verbunden. Der Multiplexer 31 schaltet dabei zwischen den beiden Zählern 32, 33 um. Über die Verbindung 35 wird somit gleichzeitig lediglich der Zählerstand eines Zählers 32, 33 übertragen. Der Hintergrundzähler 32 dient der Synchronisation im Sendebetrieb. Der Vordergrundzähler 33 dient der Synchronisation im Empfangsbetrieb.
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In 4 wird eine Detailansicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Funkgeräts gezeigt. Ein Zähler, welcher den Zählern 32, 33 aus 3 entspricht, beinhaltet einen Fraktionszähler 20 (time frac), einen Frequenzsprungzähler 21 (time tick) und einen Zeitschlitzzähler 22 (time slot). Der Zähler wird mit einer Taktfrequenz fTF beaufschlagt. Der Fraktionszähler 20 weist typischerweise eine Länge von 8 Bit auf. Zunächst zählt der Fraktionszähler 20 die eingehenden Taktimpulse. Der Fraktionszähler 20 weist dabei eine fest vorgegebene Länge Z auf. Sobald der Fraktionszähler 20 seinen maximalen Zählwert erreicht hat, wird er auf null zurückgesetzt. D. h. es handelt sich bei dem Fraktionszähler um einen linearen Zähler. Gleichzeitig wird ein Übertrag in den Frequenzsprungzähler 21 durchgeführt. D. h. für jeden Überlauf des Fraktionszählers 20 zählt der Frequenzsprungzähler 21 einen Schritt.
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Der Frequenzsprungzähler 21 weist dabei eine Länge von Y Bit auf. Wie auch bei den Fraktionszähler 20 ist die Länge parametrisierbar. D. h. die Länge kann von der Steuereinrichtung 34 der Zeitsteuereinrichtung und/oder der Sicherheitssteuereinrichtung eingestellt werden. Der Frequenzsprungzähler 21 weist typischerweise eine Länge von 21 Bit auf. Sobald er seinen maximalen Zählwert erreicht hat, beginnt er erneut bei null. Dieses Ereignis löst einen Übertrag in den Zeitschlitzzähler 22 aus. Es handelt sich in diesem Fall bei dem Frequenzsprungzähler 21 somit wie auch bei dem Fraktionszähler 20 um einen linearen Zähler.
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Alternativ kann der Frequenzsprungzähler 21 lediglich bis zu einem geringeren Wert als seinen höchstmöglichen Wert zählen. In diesem Fall wird er bereits bei Erreichen dieses niedrigeren Werts auf null zurückgesetzt und der Übertrag in den Zeitschlitzzähler 22 ausgelöst. Es handelt sich in diesem Fall um einen zyklischen Zähler. Eine Einstellung, ob ein zyklischer oder ein linearer Zähler eingesetzt wird, wird ebenfalls von der Steuereinrichtung 34 der Zeitsteuereinrichtung und/oder der Sicherheitssteuereinrichtung vorgenommen.
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Bei jedem Zählvorgang des Frequenzsprungzählers 21 wird ein Frequenzsprung des auszusendenden Signals ausgelöst bzw. ein Frequenzsprung des empfangenen Signals erwartet. Darüber hinaus zählt bei jedem Übertrag durch den Frequenzsprungzähler 21 der Zeitschlitzzähler 22 einen Schritt. Der Zeitschlitzzähler 22 weist dabei eine Länge von X Bit auf. Diese beträgt typischerweise 48 Bit. Diese Länge ist so lang gewählt, dass während der Betriebszeit des Funkgeräts der Zeitschlitzzähler 22 niemals seinen maximalen Zählwert erreichen kann. Bei jedem Überlauf des Frequenzsprungzählers 21 wird dabei ein neuer Zeitschlitz des Übertragungsverfahrens, z. B. bei TDMA, ausgelöst.
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So wird bei den genannten Längen der Zähler Z = 8 Bit, Y = 24 Bit, X = 48 Bit und einer Taktfrequenz fTF von 9,6 MHz eine maximale Zähldauer der kombinierten Zähler von mehreren Jahren erreicht. So ist gewährleistet, dass der Gesamtzähler für jeden Zeitpunkt einen charakteristischen Zählwert aufweist.
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Die beschriebene Struktur des Zählers wird sowohl für den Hintergrundzähler wie auch für den Vordergrundzähler eingesetzt. Diese laufen jedoch nicht zwangsweise synchron. Bei Einschalten des Funkgeräts arbeiten die beiden Zähler zunächst synchron. Sobald erste Signale empfangen werden, wird eine Synchronisierung des Vordergrundzählers mit den empfangenen Signalen ausgelöst. Hierzu wird der Vordergrundzähler so lange verstellt, bis er mit den empfangenen Signalen übereinstimmt.
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5 zeigt ein Zustandsdiagramm für den Sendebetrieb. Ausgehend von einem ersten Zustand INIT 50 wird die Übertragung gestartet. Der Zustand 50 herrscht lediglich direkt nach dem Einschalten des Funkgeräts. Danach tritt automatisch ein Wechsel in einen zweiten Zustand IQ NOT VAL 51 ein. Sofern keine IQ-Abtastwerte von der Basisbandsteuereinrichtung gespeichert sind, sendet diese das Signal IQ REQ solange aus, bis eine einstellbare Menge IQ-Abtastwerte gespeichert sind oder keine weiteren IQ-Abtastwerte zur Verfügung stehen. Sobald die einstellbare Menge IQ-Abtastwerte gespeichert sind, jedoch noch kein Signal Ramp Mark, welches ein Senden auslöst anliegt, tritt ein Zustandsübergang in einen dritten Zustand REQ STOP 52 ein. Das Signal Req IQ wird nun nicht länger gesendet. Ein Empfang von weiteren IQ-Abtastwerten durch die Basisbandsteuereinrichtung erfolgt nicht mehr.
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Sobald das Signal Ramp Mark, welches ein Senden auslöst anliegt, erfolgt ein Wechsel in den vierten Zustand Zustand IQ Val 54. Die Basisbandsteuereinrichtung beginnt nun mit dem Aussenden der IQ-Abtastwerte. Sobald die ersten IQ Abtastwerte gesendet wurden, wird erneut das Signal IQ Req ausgesendet. Sobald keine weiteren zu sendenden IQ-Abtastwerte vorhanden sind, erfolgt ein Zustandsübergang in den zweiten Zustand IQ NOT VAL 51.
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Sollen Steuersignale oder IQ Abtastwerte unabhängig von einem geeigneten Zeitpunkt, d. h. ohne dass das Signal Ramp Mark anliegt, gesendet werden, wird dieses der Basisbandsteuereinrichtung von der Sicherheitssteuereinrichtung signalisiert. In diesem Fall erfolgt direkt ein Zustandsübergang von dem zweiten Zustand IQ NOT VAL 51 in den vierten Zustand IQ VAL 54. Es wird sofort mit dem Senden begonnen.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können z. B. auch unterschiedliche Modulationsverfahren eingesetzt werden. Alle vorstehend beschriebenen Merkmale oder in den Figuren gezeigte Merkmale sind im Rahmen der Erfindung beliebig vorteilhaft miteinander kombinierbar.
