DE102019000059A1

DE102019000059A1 - Verfahren zur Funkübertragung und Funkübertragungsanlage

Info

Publication number: DE102019000059A1
Application number: DE102019000059.5A
Authority: DE
Inventors: Alfred Kotouczek-Zeise
Original assignee: WEATHERDOCK AG
Current assignee: WEATHERDOCK AG
Priority date: 2019-01-03
Filing date: 2019-01-03
Publication date: 2020-07-09

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Funkübertragung von AIS-Telegrammen einerseits und von Funksignalen, die nicht dem AlS-Verfahren entsprechen, andererseits über eine einzige Antenne vorgeschlagen, welches folgende Schritte enthält:Aufschalten eines AIS-Sende-Empfängers auf die Antenne; Reservieren eines AIS-Zeitschlitzes nach dem SOTDMA-Verfahren; Versenden eines AIS-Telegramms im reservierten Zeitschlitz nach dem SOTDMA-Verfahren; Aufschalten eines Funkmoduls, das nach einem anderen als dem AlS-Verfahren arbeitet, auf die Antenne; Übertragen von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul über die Antenne; Unterbrechen der Übertragung von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul und Aufschalten des AIS-Sende-Empfängers auf die Antenne; Versenden eines AIS-Telegramms in einem freien AIS-Zeitschlitz nach dem CSTDMA-Verfahren; Aufschalten des Funkmoduls auf die Antenne und Fortsetzen der Übertragung von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul über die Antenne.Eine Funkübertragungsanlage zur Durchführung dieses Verfahrens weist folgendes auf:einen AIS-Sende-Empfänger (11), der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, nach dem SOTDMA- und nach dem CSTDMA-Verfahren zu arbeiten; ein Funkmodul (9), das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, nach einem anderen als dem AlS-Verfahren zu arbeiten;eine Antenne (10) zur Aussendung und zum Empfang von Funksignalen; eine Antennen-Weiche (1), die mit dem AIS-Sende-Empfänger (11), dem Funkmodul (9) und der Antenne (10) verbunden ist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, entweder den AIS-Sende-Empfänger (11) oder das Funkmodul (9) auf die Antenne (10) durchzuschalten; eine Steuereinrichtung(2), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Antennenweiche derart anzusteuern, dass entweder der AIS-Sende-Empfänger oder das Funkmodul auf die Antenne aufgeschaltet ist; ein Umschaltmodul (12), das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den AIS-Sende-Empfänger (11) zwischen einer Arbeitsweise nach dem SOTDMA- und dem CSTDMA-Verfahren umzuschalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funkübertragung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Funkübertragungsanlage gemäß Patentanspruch 8.
In der heutigen Zeit werden in der Berufsschifffahrt über ein spezielles Verfahren, das sogenannte AIS (Automatisches Identifikations-System), Daten per UKW-Funk ausgetauscht. Mit AIS identifizieren sich Schiffe und geben relevante statische, reisebezogene und auch dynamische Daten, insbesondere u. a. ihre eigene Position, für andere eindeutig bekannt.
Die statischen Daten geben Auskunft beispielsweise über den Schiffsnamen, das internationale Funkrufzeichen, den Schiffstyp und die Abmessungen des Schiffes. Diese Daten sind charakteristisch für das betreffende Schiff und ermöglichen seine Identifikation. Zu den reisebezogenen Daten gehören der aktuelle Tiefgang, der Bestimmungshafen, die geplante Ankunftszeit (ETA: Estimated time of arrival) sowie u. U. eine Angabe zur Ladungskategorie. Diese Daten sind zumindest für eine Reise feststehend und geben Auskunft über die aktuelle Mission des Schiffes.
Die dynamischen Daten sind für die Kollisionsverhütung mit anderen Schiffen von besonderer Bedeutung. Zu diesen Daten zählen genaue Angaben über die Position des Schiffes, seine Geschwindigkeit und sein Kurs über Grund, die exakte Vorausrichtung oder auch das momentane Drehverhalten des Schiffes.
Zwischen AlS-Sende- und/oder -Empfangsgeräten werden diese Daten automatisch, in kurzen Zeitabständen, mit speziellen UKW-Sendern und -Empfängern ausgetauscht. Die UKW-Sendeeinheit sendet dabei die Datentelegramme wechselweise auf einer von zwei international festgelegten AIS-Funkfrequenzen (161,975 MHz und 162,025 MHz) aus.
Eine der Besonderheiten der AIS-Technologie gegenüber anderen Funkdiensten ist die automatische Organisation des Zusammenspiels mehrerer AIS-Geräte auf einer Funkfrequenz, ohne dass gegenseitige Beeinträchtigungen auftreten.
Dies wird erreicht durch das SOTDMA-Übertragungsverfahren (Self Organising Time Divison Multiple Access). Die Daten werden innerhalb eines oder mehrerer für das AIS-Gerät reservierter Zeitschlitze auf den zwei Funkkanälen übertragen. Jeder AIS-Sender erstellt hierfür seinen eigenen Übertragungszeitplan, basierend auf dem von ihm beobachteten, vergangenen Datenverkehr und der Kenntnis von zukünftigen Aktionen anderer AIS-Geräte innerhalb der Funkreichweite. Hierbei werden die für die eigene Übertragung benötigten Zeitschlitze belegt.
Alternativ kann auch das CSTDMA-Übertragungsverfahren (Carrier Sense Time Divison Multiple Access) verwendet werden. Dabei werden die Daten während freier Zeitschlitze auf dem jeweiligen Funkkanal übertragen. Dazu überprüft der AIS-Sender vor dem Aussenden des Datentelegramms, ob der jeweilige Funkkanal während des aktuellen Zeitschlitzes frei ist.
Es werden zwei AIS-Klassen unterschieden: „Class A“ Transceiver müssen in der meldepflichtigen Berufsschifffahrt eingesetzt werden und arbeiten nach dem SOTDMA-Verfahren. „Class B“ Tranceiver können in SOTDMA- und CSTDMA-Technologie ausgeführt sein. Sie werden zumeist im Sportbootbereich eingesetzt, sind aber nicht vorgeschrieben.
Es gibt nun ein weiteres Funksystem, das auf Berufs- und Freizeitschiffen eingesetzt wird. Dieses System heißt DSC (Digital Selective Calling). Es dient dazu per Funk kurze Telegramme (datenbasierte Botschaften) an andere Schiffe oder Küstenstationen zu senden. Eine wesentliche Funktion ist das Absetzen von einem Seenotruf („Distress Call“). Dieser enthält unter anderem die aktuelle Position des Schiffes, das den Notruf abgesetzt hat. Somit kann Hilfe angefordert werden.
DSC arbeitet auch im UKW-Marine-Frequenzband (UKW = Ultra-Kurzwelle: 156,000 MHz bis 162,050 MHz) und ist weltweit auf die Frequenz 156,525 MHz (Kanal 2070) eingestellt. DSC verwendet im Gegensatz zu AIS eine 2-Ton-Modulation mit einer Datenrate von 1200 baud. Einer der beiden Töne stellt die Information „0“ und der andere die Information „1“ dar. Gruppen von 10 solcher Informationen oder Bits stellen ein Zeichen dar. Aus diesen Zeichen werden die DSC-Meldungen oder Daten-Telegramme gebildet.
Die UKW-Sendeempfänger auf Schiffen sind meistens auch mit einer Sprechfunkeinrichtung ausgestattet, die es dem Schiffsführer erlaubt - neben dem DSC-Senden und -Empfangen - auch eine Sprechfunkverbindung in dem UKW-Marine-Frequenzband zu einem anderen Teilnehmer aufzubauen und zu betreiben. Wir sprechen im Nachfolgenden bei diesem Kombinationsgerät von einem DSC-/UKW-Sprechfunkgerät.
Ausgangspunkt der Erfindung ist die Idee, für beide Funksysteme (also AIS und DSC-/UKW-Sprechfunk), die in dem Marinemarkt gebräuchlich sind, sowie weitere Sende/Empfangssignale wie S-AIS, loT, DVBT, DAB, GSM, LTE und weitere zukünftige Sende/Empfangssysteme, nur eine Antenne zu verwenden und den Antennen-Signalpfad in mehrere Signalpfade (z. B. koaxiale Kabel) aufzuteilen. Diese Idee ist nicht neu und ist häufig unter dem Namen „Antennen-Splitter“ oder „Antennen-Weiche“ zu finden.
In der DE 10 2009 018 057 A1 wird eine Antennen-Weiche beschrieben, die einen Sendebetrieb von AIS und DSC über nur eine Antenne erlaubt. Dafür ist eine Schaltfunktion vorgesehen, die zu bestimmten Zeitpunkten dem AIS-Betrieb Priorität gegenüber dem DSC-Betrieb einräumt und zu den übrigen Zeitpunkten dem DSC-Betrieb Priorität gegenüber dem AIS-Betrieb einräumt.
Nachteil der aus der DE 10 2009 018 057 A1 bekannten Antennen-Weiche ist der Umstand, dass immer nur eines der beiden Funksysteme (z. B. AIS und DSC-/UKW-Sprechfunk) zur gleichen Zeit senden kann und dass die Weiche für eines der beiden Funksysteme eine höhere Priorität fest zugewiesen hat. Es wird je nach Ausführung der Weiche zwischen dem einem oder dem anderen System geschaltet. Das heißt, bei gleichzeitiger Sendung wird ein System auf die Antenne geschaltet und das andere System läuft „leer“ (wird also mit einer Impedanz von in der Regel 50 Ohm abgeschlossen). Ein gleichzeitiges Senden mehrerer Systeme wird hierbei genauso verhindert wie eine durchgehende Verbindung über die Antenne von dem Sender zu einem Empfangsgerät an Bord.
Nun stellt sich immer die Frage, welchem System gibt man nun den Vorrang vor dem anderen. Es gibt nach dem heutigen Stand der Technik folgende Fälle:

(A) Das AIS hat höhere Priorität als das DSC-Sprechfunksystem. Wenn der AIS-Sende-Empfänger sendet, wird ein gerade sendendes DSC-/UKW-Sprechfunkgerät für die Dauer des AIS-Telegramms unterbrochen.
(B) Das DSC-/UKW-Sprechfunkgerät hat höhere Priorität als der AIS-Sende-Empfänger. Sendet das DSC-/UKW-Sprechfunkgerät, dann kann der AIS-Sende-Empfänger diese Sendung nicht unterbrechen.

Im Fall (A) hat man den Vorteil, dass eine AIS-Positions-Meldung über die Antenne an andere Schiffe oder Küstenstationen gesendet wird, auch wenn gerade ein relativ langer Sprechfunkbetrieb über das DSC-/UKW-Sprechfunkgerät läuft. Der Sprechfunk wird nur für die Dauer des AIS-Telegramms (26,7 ms) unterbrochen, was nur als ganz kurzer „Knack“ im Lautsprecher der Teilnehmer zu hören sein wird. Das stört den Sprechfunk nicht.
Problematischer ist es, wenn das AIS-Telegramm ein DSC-Telegramm unterbricht. Ein DSC-Notruf („Distress Call“) würde dann eventuell nicht empfangbar sein. Das ist im Vergleich zum Sprechfunk sehr viel kritischer, da ein „Distress Call“ als vital zu sehen ist.
Nun ist es aber so, dass ein DSC-Telegramm Redundanz eingebaut hat. Die Redundanz besteht darin, dass jedes gesendete Zeichen im Telegramm nach 4 Zeichen (also nach 33 1/3 ms) wiederholt wird. Der Empänger ist also in der Lage, die Redundanz zu nutzen und fehlerhafte Zeichen zu erkennen und gegebenenfalls zu korrigieren. Das gelingt deshalb, weil die Zeichen 10 Bit lang sind, also eine Wertemenge von 1024 Bitmustern haben. Es werden davon nur 128 Bitmuster genutzt. Es sind also 128 verschiedene Zeichen möglich. Damit hat dieses System einen sog. Hamming-Abstand, was die Erkennung von fehlerhaften Zeichen zulässt. Wenn nun ein AIS-Telegramm, das 26,7 ms lang ist, das DSC-Telegramm unterbricht, so kann dies aufgrund des Hamming-Abstands erkannt werden und der Empfänger nutzt die Wiederholung zur Korrektur dieser fehlerhaften Zeichen.
Es gibt aber einen entscheidenden Nachteil: Die Korrektur ist nicht garantiert, da es immer möglich ist, dass der Empfänger während der Unterbrechung durch ein AIS-Telegramm aus dem Rauschen heraus auch ein oder mehrere gültige Zeichen demodulieren kann. Somit kann der DSC-Empfänger auch im Unterbrechungsfall gültige Zeichen erhalten, die von den Zeichen, die wiederholt wurden, verschieden sein können. Da die DSC-Empfangsstation nicht weiß, welches Zeichen (das erste oder das wiederholte) im Unterbrechungszeitintervall der Sendestation lag, kann sie sich für das falsche entscheiden, und das DSC-Telegramm wird nicht ausgewertet. Damit wird also eine vitale Notruf-Meldung verpasst. Ein ähnliches Nicht-Auffassen von Signalen kann auch bei anderen Sendesystemen auftreten.
Im Fall (B) werden immer alle DSC-Telegramme (oder der UKW-Sprechfunk) über die Antenne abgestrahlt. Der Nachteil dabei ist, dass im Falle eines langen Sprechfunkbetriebs mit dem DSC-/UKW-Sprechfunkgerät keine AIS-Meldungen mehr über die Antenne ausgegeben werden. Als Folge davon kann es passieren, dass das betreffende Schiff auf den elektronischen Kartenbildschirmen (ECDIS) der anderen Schiffe verschwindet oder sich nicht mehr bewegt. Die Sicherheit, die das AIS zur Verhütung von Kollisionen geben soll, ist nicht mehr gegeben. Dieser Nachteil tritt insbesondere bei dass B SOTDMA Transceivern auf. Sollte das AIS-Gerät aufgrund des priorisierten DSC/UKW-Sendens nicht in der Lage sein, einen nächsten Sendeslot zu reservieren, verlängert sich die Zeit, bis ein neues AIS-Telegramm ausgesendet werden kann, um die Zeit bis zum Ende des UKW-Funkgesprächs plus die Zeit zum wiederholten Aufbau des SOTDMA-Verfahrens (Reservierungszeit plus Zeit bis zur Sendung des AIS-Telegramms).
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die Nachteile der Fälle (A) und (B) zu vermeiden und somit die Übertragung der DSC-Meldungen und AIS-Meldungen (sowie weiterer - auch zukünftiger - Verfahren) über eine gemeinsame Antenne intelligent zu lösen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Funkübertragung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Funkübertragungsanlage gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, den folgenden Erläuterungen und der Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Durch die Erfindung wird eine grundlegende Verbesserung der in der DE 10 2009 018 057 A1 beschriebenen Antennen-Weicheneinrichtung hinsichtlich der Verwendung von nur einer Antenne zur Übertragung von AIS- und DSC-Signalen, insbesondere unter Verwendung von SOTDMA class B Sendeempfängem, beschrieben. Durch eine Kommunikation zwischen den angeschlossenen Geräten und Umschalten des Sendeverfahrens im AIS-Sendeempfänger abhängig vom erwarteten Sendeerfolg wird eine wesentliche Leistungssteigerung des Gesamtsystems erreicht.
Die Erfindung geht dabei von folgenden Überlegungen aus:

Mit einer Antennen-Weiche nach dem Stand der Technik gemäß der DE 10 2009 018 057 A1 ist es möglich, eine AIS-Meldung während eines längeren UKW-Sprechfunkbetriebs zu senden, ohne dass die Teilnehmer des Spechfunks beeinträchtigt werden. Das Schiff bleibt mit ausreichend guter Aktualisierungsrate, die durch das Intervall zwischen aufeinander folgenden AIS-Meldungen gegeben ist, auf den Elektronischen Navigations-Anzeigen (ECDIS) im Empfangsbereich des Senders sichtbar.

Dies ist jedoch nicht möglich, sofern der verwendete AIS-Transceiver mit dem SOTDMA-Verfahren arbeitet. Das SOTDMA-Verfahren im AIS-Netzwerk funktioniert nach folgenden System:

Die zu versendenden Daten werden innerhalb eines oder mehrerer für das AIS-Gerät reservierten Zeitschlitze übertragen. Jedes AIS-Gerät erstellt hierfür seinen eigenen Übertragungszeitplan, basierend auf dem von ihm beobachteten, vergangenen Datenverkehr und der Kenntnis von zukünftigen Aktionen anderer AIS-Geräte innerhalb der Funkreichweite. Hierbei werden die für die eigene Übertragung benötigten Zeitschlitze belegt. Die gesendeten Datenpakete werden von allen ebenfalls mit einem derartigen Gerät ausgerüsteten Fahrzeugen innerhalb der Funkreichweite empfangen, so dass alle oben genannten Daten übertragen werden können.

Ist nun die gemeinsam für AIS- und UKW-Funk verwendete Antenne durch den UKW-Funk belegt, so kann ab dem Zeitpunkt, ab dem die Antenne durch den UKW-Funk belegt ist, nur noch das durch das SOTDMA-Verfahren bereits reservierte Telegramm im reservierten Zeitschlitz versendet werden. Dazu unterbricht die Antennen-Weiche die Aussendung des UKW-Funkverfahrens, um das eigene Telegramm auszusenden.
Sollte nun die UKW-Funkverbindung nach Aussendung des reservierten Telegrammes weiter bestehen (Dauerstrich), so sind die notwendigen SOTDMA-Prozessverfahren nicht einzuhalten. Ein „Zuhören“ des SOTDMA-Transceivers in das AIS-Netzwerk, um Reservierungen zu registrieren, ist aufgrund der Belegung der Antenne durch den Dauerstrich des UKW-Senders nicht möglich. Damit könnte der Sender auf die Länge der Zeit, die das UKW-Funkgerät durch das Aussenden einer Nachricht die Antenne belegt, keine AIS-Nachricht senden.
Dieses Problem wird durch die Erfindung dadurch gelöst, dass der SOTDMA-Transceiver prüft, ob die Antennenleitung durch das UKW-Funkgerät belegt ist. Sollte dies der Fall sein, so kann die bereits reservierte Aussendung durch kurzzeitiges Unterbrechen der UKW-Sendung erfolgen. Damit wird die bereits reservierte AIS-Telegramm-Sendung durch Unterbrechung der UKW-Aussendung für den kurzen Moment der Sendelänge von einem oder zwei Slots ausgeführt.
Eine nächste zyklische Aussendung kann dann im SOTDMA-Verfahren aber nicht stattfinden, weil die Zeitschlitzbelegung (Reservierung) nicht mehr aktuell ist und eigene Aussendungszeitschlitze nicht kollisionsfrei garantiert sind. Eine Möglichkeit, dann dennoch ein Signal auszusenden, besteht darin, dass das verwendete AIS-Sendeverfahren geändert wird. Ein Aussenden im CSTDMA-Verfahren mit der Unterbrechung des UKW-Funkverkehrs auf der Länge eines AIS-Slots ist möglich. Im CSTDMA-Funkverfahren wird vor Aussendung eines Telegrammes in einem Slot geprüft, ob ein Trägersignal im Slot vorhanden ist, und sollte das nicht der Fall sein, dann wird innerhalb des Slots das AIS-Telegramm verschickt.
Gemäß der Erfindung wird also geprüft, ob während der für die in SOTDMA-Technologie geplanten und reservierten AIS-Aussendung das UKW-Funkgerät die Antenne belegt hat. Sollte das so sein, so wird die nächste geplante und reservierte Aussendung dennoch verschickt. Direkt danach wird geprüft, ob das UKW-Funkgerät immer noch die Antenne belegt. Sollte dies der Fall sein, so wird für die nächste Aussendung keine zukünftige Reservierung erstellt, sondern für den Zeitpunkt der geplanten Aussendung das Carrier Sense (CSTDMA) Verfahren angewendet. Dabei wird innerhalb des Zeitslots geprüft, ob ein Träger vorhanden ist, und wenn nicht, dann wird die Sendung verschickt. Es wird übergangslos vom SOTDMA- auf das CSTDMA-Verfahren gewechselt.
Sobald das UKW-Funkgerät die Antenne nicht mehr belegt, wird in der nachfolgenden Zeitperiode (1 Frame = 1 Minute) die Zeitschlitztabelle der Reservierungen, die durch andere AIS-Stationen erfolgen, aktualisiert und im CSTDMA-Verfahren weiter gesendet. Danach wird auf das originäre SOTDMA-Verfahren umgeschaltet (mit Reservierungen für die zukünftigen Aussendungen).
Die erfindungsgemäße Funkübertragungsanlage enthält vorzugsweise eine Trägerfrequenz-Erkennungs-Einrichtung (Carrier-Sense), so dass bei Verwendung einer gemeinsamen Antenne für UKW und AIS bei Belegung der Antenne durch ein UKW-Funksignal oder anderer Signale das verwendete SOTDMA-Verfahren selbstständig und übergangslos in ein CSTDMA-Verfahren umgewandelt wird.
Eine oder mehrere bereits bestehende Reservierungen können noch nach dem SOTDMA-Verfahren ausgesendet werden. Alternativ kann auch sofort in das CSTDMA-Verfahren umgeschaltet werden, sobald das Funkgerät oder ein anders Sendeverfahren die Antenne belegt.
Das Umschaltmodul kann, nachdem die Antenne durch das UKW-Funkgerät nicht mehr belegt ist, den AIS-Sende-Empfänger nach einer Periode von einer Minute (ein Frame) auf das SOTDMA-Verfahren umschalten. Das Zurückschalten in den SOTDMA-Betrieb kann unmittelbar, aber auch mit einer Verzögerung erfolgen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Umschalten zwischen beiden Sendeverfahren optimiert nach der Häufigkeit der Positionsmeldung erfolgt. So wird z.B. CSTDMA weiterverwendet, wenn eine Reservierung eines Zeitslots für SOTDMA auch aus anderen Gründen als der Belegung der Antenne durch den UKW-Funk nicht möglich oder verzögert ist.
Die maximale Sendeleistung kann auf die jeweilige zur Sendetechnologie konforme Sendeleistung angepasst werden. Die Sendeleistung für CSTDMA kann nach Vorgaben der zuständigen Behörden auf 2 Watt reduziert sein oder aber auch auf 5 Watt wie bei SOTDMA verbleiben.
Das Umschaltmodul kann in den AIS-Tansceiver oder einen AIS-Splitter oder in ein eigenes Gehäuse integriert sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Verwendung eines Verfahrens (SOTDMA oder CSTDMA) über einen Software-Befehl oder über Tastendruck fest eingestellt werden kann.
Der AIS-Transceiver kann sowohl in CSTDMA- als auch in SOTDMA-Technologie senden. Er kann insbesondere durch Steuerleitungen und/oder selbstständig von einer Technologie auf die andere umgeschaltet werden.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Umschalten zwischen CSTDMA und SOTDMA derart erfolgt, dass die Wahrscheinlichkeit und Sicherheit der Positionsübertragung optimiert ist und bestmöglich die Belegungssituation der Antenne berücksichtigt wird.
Anhand der Zeichnung wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Die einzige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Funkübertragungsanlage.
Ein AIS-Sende-Empfänger (11) weist einen Steuerausgang auf, über den über eine Ansteuer-Signalleitung (6) zu einer Steuereinrichtung (2) an einer Antennen-Weiche (1) die Prioritäten der Hochfrequenz-Signalleitungen (4, 5) eines Funkmoduls (9) und des AIS-Sende-Empfängers (11) gesteuert werden. Zusätzlich weist der AIS-Sende-Empfänger (11) einen Eingang auf, an den über eine Signalerkennungs-Signalleitung (7) von einer Trägerfrequenz-Erkennungs-Einrichtung (3) an der Antennen-Weiche (1) Informationen über die Existenz eines Sendesignals auf der Hochfrequenz-Signalleitung (4) vom oder zum Funkmodul (9) (beispielsweise einem DSC-/UKW-Sprechfunkgerät) geliefert werden.
Die Antennen-Weiche (1) ist mit der Steuereinrichtung (2), die die Schaltfunktion entsprechend der Prioritätenfestlegung durch die Ansteuer-Signalleitung (6) realisiert, und mit der Trägerfrequenz-Erkennungs-Einrichtung (3), die die Existenz eines Sendesignals auf der Hochfrequenz-Signalleitung (4) über die Signalerkennungs-Signalleitung (7) anzeigt, verbunden. Die beiden Einrichtungen (2, 3) können auch in der Antennen-Weiche (1) integriert sein.
Die Existenz eines Sendesignals kann in der Antennen-Weiche (1) durch je eine Hochfrequenz-Detektor-Schaltung an den Eingängen der Hochfrequenz-Signalleitungen (4, 5) - z. B. mittels einer Hochfrequenz-Gleichrichter-Diode - ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die Information über die Aktivität des Funkmoduls (9) auch direkt über eine Kommunikations-Signalleitung (8) an den AIS-Sende-Empfänger (11) übermittelt werden. Zudem kann über diese Kommunikations-Signalleitung (8) auch eine Steuerung des Funkmoduls (9) durch den AIS-Sende-Empfänger (11) direkt erfolgen, z. B. um den Funkverkehr über das Funkmodul (9) kurzzeitig zu unterbrechen.
Die Antenne (10) ist an den Ausgang der Antennen-Weiche (1) - ebenfalls über eine Hochfrequenz-Signalleitung - angeschlossen.
Über die Ansteuer-Signalleitung (6) hat der AIS-Sende-Empfänger (11) die Möglichkeit, die Prioriät des Schaltvorgangs bei gleichzeitigem Senden auf beiden Hochfrequenz-Signalleitungen (4, 5) in der Antennen-Weiche (1) zu steuern. Das heißt: Wird über die Ansteuer-Signalleitung (6) und die Steuereinrichtung (2) die Priorität für die Hochfrequenz-Signalleitung (5) des AIS-Sende-Empfängers (11) auf hoch gesetzt, so hat der AIS-Sende-Empfänger (11) Vorrang vor dem Funkmodul (9) (z. B. einem DSC-/UKW-Sprechfunkgerät), wenn beide zeitgleich senden.
Nun wird geprüft, ob während einer für die in SOTDMA-Technologie geplanten und reservierten AIS-Aussendung das Funkmodul (9) die Antenne (10) belegt hat. Sollte das der Fall sein, so wird die nächste geplante und bereits reservierte Aussendung noch in SOTDMA-Technologie verschickt. Direkt danach wird erneut geprüft, ob das Funkmodul (9) die Antenne (10) immer noch belegt. Sollte dies der Fall sein, so wird für die nächste Aussendung keine zukünftige Reservierung erstellt, sondern für den Zeitpunkt der geplanten Aussendung wird das Carrier Sense (CSTDMA) Verfahren angewendet. Dabei wird innerhalb des Zeitslots geprüft, ob der AIS-Funkkanal frei ist (ob also im „Äther“ ein Trägersignal vorhanden ist), und wenn nicht, dann wird die Sendung verschickt. Es wird übergangslos vom SOTDMA- auf das CSTDMA-Verfahren gewechselt.
Sobald das Funkmodul (9) die Antenne (10) nicht mehr belegt, wird in der nachfolgenden Zeitperiode (1 Frame = 1 Minute) die Zeitschlitztabelle der Reservierungen, die durch andere AIS-Stationen erfolgen, aktualisiert und vorerst (bis zum „Erreichen“ des reservierten Zeitschlitzes) im CSTDMA-Verfahren weiter gesendet. Danach wird auf das originäre SOTDMA-Verfahren umgeschaltet (mit Reservierungen für zukünftige Aussendungen).
Bezugszeichenliste

1: Antennen-Weiche
2: Steuereinrichtung
3: Trägerfrequenz-Erkennungs-Einrichtung
4: Hochfrequenz-Signalleitung Funk
5: Hochfrequenz-Signalleitung AIS
6: Ansteuer-Signalleitung
7: Signalerkennungs-Signalleitung
8: Kommunikations-Signalleitung
9: Funkmodul
10: Antenne
11: AIS-Sende-Empfänger
12: Umschaltmodul

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009018057 A1 [0014, 0015, 0024, 0025]

Claims

Verfahren zur Funkübertragung von AIS-Telegrammen einerseits und von Funksignalen, die nicht dem AIS-Verfahren entsprechen, andererseits über eine einzige Antenne, gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Aufschalten eines AIS-Sende-Empfängers auf die Antenne; - Reservieren eines AIS-Zeitschlitzes nach dem SOTDMA-Verfahren; - Versenden eines AIS-Telegramms im reservierten Zeitschlitz nach dem SOTDMA-Verfahren; - Aufschalten eines Funkmoduls, das nach einem anderen als dem AlS-Verfahren arbeitet, auf die Antenne; - Übertragen von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul über die Antenne; - Unterbrechen der Übertragung von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul und Aufschalten des AIS-Sende-Empfängers auf die Antenne; - Versenden eines AIS-Telegramms in einem freien AIS-Zeitschlitz nach dem CSTDMA-Verfahren; - Aufschalten des Funkmoduls auf die Antenne und Fortsetzen der Übertragung von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul über die Antenne.
Verfahren zur Funkübertragung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass noch ein nach dem SOTDMA-Verfahren reservierter AIS-Zeitschlitz vorliegt, während über die Antenne Funksignale aus dem und/oder für das Funkmodul übertragen werden, die Übertragung dieser Funksignale unterbrochen wird, der AIS-Sende-Empfänger auf die Antenne aufgeschaltet wird und in dem reservierten Zeitschlitz ein AIS-Telegramm nach dem SOTDMA-Verfahren versendet wird.
Verfahren zur Funkübertragung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung der Übertragung von Funksignalen aus dem und/oder für das Funkmodul über die Antenne der AIS-Sende-Empfänger auf die Antenne aufgeschaltet wird und ein AIS-Zeitschlitz nach dem SOTDMA-Verfahren reserviert wird.
Verfahren zur Funkübertragung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, dass eine Reservierung eines AIS-Zeitschlitzes nach dem SOTDMA-Verfahren nicht erfolgreich vorgenommen werden kann, ein AIS-Telegramm in einem freien AIS-Zeitschlitz nach dem CSTDMA-Verfahren versendet wird.
Verfahren zur Funkübertragung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung beim Versenden eines AIS-Telegramms nach dem SOTDMA-Verfahren 5 Watt, beim Versenden eines AIS-Telegramms nach dem CSTDMA-Verfahren 2 oder 5 Watt beträgt.
Verfahren zur Funkübertragung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über einen elektronischen Befehl und/oder die Betätigung eines Bedienelements zwischen einer Arbeitsweise des AIS-Sende-Empfängers nach dem SOTDMA- und dem CSTDMA-Verfahren umgeschaltet wird.
Verfahren zur Funkübertragung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Belegungssituation der Antenne und/oder der Wahrscheinlichkeit für eine sichere Übertragung von AIS-Telegrammen zwischen der Arbeitsweise des AIS-Sende-Empfängers nach dem SOTDMA- und dem CSTDMA-Verfahren umgeschaltet wird.
Funkübertragungsanlage, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgendes aufweist: - einen AIS-Sende-Empfänger (11), der dazu ausgebildet und eingerichtet ist, nach dem SOTDMA- und nach dem CSTDMA-Verfahren zu arbeiten; - ein Funkmodul (9), das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, nach einem anderen als dem AlS-Verfahren zu arbeiten; - eine Antenne (10) zur Aussendung und zum Empfang von Funksignalen; - eine Antennen-Weiche (1), die mit dem AIS-Sende-Empfänger (11), dem Funkmodul (9) und der Antenne (10) verbunden ist und dazu ausgebildet und eingerichtet ist, entweder den AIS-Sende-Empfänger (11) oder das Funkmodul (9) auf die Antenne (10) durchzuschalten; - eine Steuereinrichtung(2), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Antennenweiche derart anzusteuern, dass entweder der AIS-Sende-Empfänger oder das Funkmodul auf die Antenne aufgeschaltet ist; - ein Umschaltmodul (12), das dazu ausgebildet und eingerichtet ist, den AIS-Sende-Empfänger (11) zwischen einer Arbeitsweise nach dem SOTDMA- und dem CSTDMA-Verfahren umzuschalten.
Funkübertragungsanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vorzugsweise mit der Antennen-Weiche (1) wirkverbundene Trägerfrequenz-Erkennungs-Einrichtung (3) aufweist, welche dazu ausgebildet und eingerichtet ist, die Belegung der Antenne (10) durch ein Funksignal aus dem und/oder für das Funkmodul (9) zu erkennen.
Funkübertragungsanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltmodul (12) in den AIS-Sende-Empfänger (11) integriert ist oder in einem eigenen Gehäuse untergebracht und mit dem AIS-Sende-Empfänger (11) wirkverbunden ist.
Funkübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der AIS-Sende-Empfänger (11) und/oder das Umschaltmodul (12) einen elektronischen Eingang und/oder ein Bedienelement, insbesondere einen Taster, zur Umschaltung zwischen einer Arbeitsweise des AIS-Sende-Empfängers (11) nach dem SOTDMA- und dem CSTDMA-Verfahren aufweist.
Funkübertragungsanlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeleistung des AIS-Sende-Empfängers (11) zwischen 5 W und 2 W umschaltbar ist.