DE1230471B

DE1230471B - FM communication system using equally modulated transmitters that use carrier frequencies in the same radio channel

Info

Publication number: DE1230471B
Application number: DES47335A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Pilz; Dipl-Ing Hans Haselhorst
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-02-02
Filing date: 1956-02-02
Publication date: 1966-12-15

Description

FM-Nachrichtenübertragungssysteni unter Verwendung gleichmodulierter Sender, die im gleichen Funkkanal liegende Trägerfrequenzen benutzen Bei der Anwendung von Funknachrichtenverbindungen mit mobilen Funktstationen liegt oftmals die Aufgabe vor, derartige Stationen, die sich längs Verkehrswegen bewegen, unabhängig von ihrem jeweiligen Standort von einer zentralen Stelle aus mit einer Nachricht zu erreichen. Da für den Funkverkehr mit mobilen Stationen aus Gründen der Störfreiheit und aus anderen Gründen zumeist kurze, insbesondere Ultrakurzwellen benutzt werden, die eine genähert optische Ausbreitung aufweisen, ist es in den meisten Fällen unmöglich, mit einem einzigen Sender für einen längeren Verkehrsweg auszukommen.FM communication systems using equally modulated Transmitters that use carrier frequencies in the same radio channel During the application of radio communication links with mobile radio stations is often the task before, such stations, which move along traffic routes, regardless of their to reach the respective location from a central point with a message. As for radio communication with mobile stations for reasons of freedom from interference and from other reasons mostly short, especially ultra-short waves are used, the have an approximate optical spread, in most cases it is impossible to get by with a single transmitter for a longer traffic route.

Es ist bereits bekannt, längs eines solchen Verkehrsweges eine Reihe von Sendern, insbesondere UKW-Sender, aufzustellen, deren Abstand so gewählt ist, daß die Reichweitenbereiche sich etwas überlappen. Werden diese Sender zur Vermeidung von Interferenzstörungen im Gleichwellenbetrieb, d. h. mit der gleichen Trägerfrequenz betrieben, so ergeben sich trotzdem in den Überlappungsgebieten Auslöschungsstreifen, die insbesondere bei Ultrakurzwellen dicht aufeinander folgen und sich beim mobilen Empfang sehr unangenehm bemerkbar machen.It is already known to set up a number of transmitters, in particular VHF transmitters, along such a traffic route, the spacing of which is selected so that the ranges overlap somewhat. If these transmitters are used to avoid interference in single-frequency operation, i. H. operated with the same carrier frequency, then in the overlapping areas extinction stripes result, which follow one another closely, especially in the case of ultra-short waves, and are very unpleasant noticeable in mobile reception.

Es ist ferner bekannt, benachbarte Sender längs eines Verkehrsweges abwechselnd mit zwei Trägerfrequenzkanälen zu betreiben. Dadurch wird vermieden, daß störende Auslöschzonen auftreten. Man hat aber außer dem Bedarf einer zweiten Frequenz für die Feststationen den Nachteil in Kauf zu nehmen, daß auf dem Fahrzeug entweder zwei Empfänger sein müssen, von denen jeder auf eine der beiden Trägerfrequenzen abgestimmt ist, und wobei eine automatische Umschalteinrichtung verwendet werden muß, oder daß der Fahrzeugempfänger je nach dem augenblicklichen Standort von Hand oder auch gegebenenfalls automatisch auf den jeweils günstigsten Funksender abgestimmt werden muß.It is also known to operate adjacent transmitters along a traffic route alternately with two carrier frequency channels. This avoids the occurrence of disruptive extinction zones. In addition to the need for a second frequency for the fixed stations, one has to accept the disadvantage that either two receivers must be on the vehicle, each of which is tuned to one of the two carrier frequencies, and an automatic switching device must be used, or that the vehicle receiver, depending on the current location, must be adjusted manually or, if necessary, automatically to the most favorable radio transmitter in each case.

Es ist weiterhin bekannt, die Trägerfrequenzen von aufeinanderfolgenden Funksendern längs eines Verkehrsweges in der Frequenz nur um -einen gewissen Betrag innerhalb des Frequenzkanales zu versetzen. Dieser Frequenzversatz soll -entweder größer sein als der,einfache oder doppelte Wert der höchsten bei der Nachrichtenübermittlung verwendeten Modulationsfrequenz oder - insbesondere bei Verwendung von frequenzmodulierten Funksendern - größer als der verwendete Hub sein. Bei Anwendung dieser Vorschläge ergibt sich zwar der Vorteil, daß sowohl störende Auslöschstreifen als unter Umständen auch eine Umschaltung derAbstimmung der mobilen Funkstation vermieden werden können. Andererseits ergibt sich der Nachteil, daß die Selektionskurve der mobilen Empfangsstationen su breit sein muß, daß auch die versetzten Träger mit ihren Modulationsbändern in den Durchlaßbereich fallen müssen, wenn man starke Verzerrungen vermeiden will. Infolgedessen muß eine Verringerung der Empfängerselektion in Kauf genommen werden. Außerdem ergibt sich bei Anwendung eines größeren Frequenzversatzes der Träger der zusätzliche Nachteil, daß ein wesentlicher Vorteil der Freque-nzmodulation, der in der relativen Unempfindlichkeit gegenüber nicht zu großen Störungen liegt, stark dadurch beeinträchtigt wird, daß der von den mobilen Empfangsstationen aufgenommene Träger nicht mehr in der Mitte der Durchlaßkurve der Selektionsmittel und des Diskriminators liegt.It is also known to offset the carrier frequencies of successive radio transmitters along a traffic route in frequency only by a certain amount within the frequency channel. This frequency offset should either be greater than the single or double value of the highest modulation frequency used in the message transmission or - in particular when using frequency-modulated radio transmitters - be greater than the hub used. If these proposals are used, there is the advantage that both disruptive erasure strips and, under certain circumstances, a switchover of the coordination of the mobile radio station can be avoided. On the other hand, there is the disadvantage that the selection curve of the mobile receiving stations must be so wide that the offset carriers with their modulation bands must also fall within the pass band if one wants to avoid strong distortions. As a result, a reduction in the recipient selection must be accepted. In addition, if a larger frequency offset of the carriers is used, there is the additional disadvantage that a significant advantage of frequency modulation, which is its relative insensitivity to interference that is not too great, is greatly impaired by the fact that the carrier received by the mobile receiving stations is no longer received lies in the middle of the transmission curve of the selection means and the discriminator.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Trägerfrequenzen mehrerer, in einem FM-Frequenzkanal untergebrachter Sender um einen Betrag gegeneinander zu versetzen, der größer als die höchste Modulationsfrequenz, aber kleiner als die Nennhubfrequenz der Sender ist.It has also already been proposed to use the carrier frequencies of several, transmitter housed in an FM frequency channel to each other by an amount offset that is greater than the highest modulation frequency but less than that The nominal stroke frequency of the transmitter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ge# nannten Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden.The invention is based on the stated disadvantages to avoid the known arrangements.

Ausgehend von einem Nachrichtenübertragungssystem bestehend aus längs eines Verkehrsweges angeordneten Funksendern und beweglichen Funksende- und -empfangsstationen unter Benutzung von im gleichen Funkkanal liegenden Trägerfrequenzen, die mit der gleichen Nachricht in der Frequenz oder in der Phase synchron modullert sind, wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Trägerfrequenzen benachbarter Funksender um einen zwischen Null und der untersten Modulationsfrequenz (etwa 300 Hz) liegenden Frequenzbetrag unterscheiden.Starting from a message transmission system consisting of radio transmitters arranged along a traffic route and mobile radio transmitting and receiving stations using carrier frequencies in the same radio channel that are modulerted in frequency or phase synchronously with the same message, this object is achieved in that the carrier frequencies of neighboring radio transmitters differ by an amount between zero and the lowest modulation frequency (approx. 300 Hz).

Dadurch, daß der Versatz zwar unterhalb der untersten Modulationsfrequenz liegt, aber dennoch -einen von Null abweichenden Wert besitzt, ergibt sich - wie die praktische Ausbildung der Erfindung gezeigt hat - -eine sehr wesentliche Verringerung der Auslöschzonen. Gegenüber dem Verfahren mit größerem Frequenzversatz-ergibt sich andererseits der für die Praxis ebenfalls wesentliche Vorteil, daß die Selektionskurven der mobilen Empfangsstationen ebenso schmal sein können, wie dies ohne Frequenzversatz der Träger e--r--F',aII- wa -re. E s könn en als 0 - -die normalen Empfänger verwendet werden. Zur synchronen oder angenähert synchronen übertragung der Modulationsfr.eq"uenz auf die verschiedenen Funksender, z. B. Von einer Betriebszentrale aus, kann man sowohl geiignete Funk- als auch geeignete Leitungsübertragungswege vorsehen, wobei unterschiedliche Leitungslängen oder Funkwege durch entsprechende Kunstkabelschaltungen oder Laufzeitketten ausgeglichen werden können.The fact that the offset is below the lowest modulation frequency, but still has a value other than zero, results - as the practical embodiment of the invention has shown - - a very substantial reduction in the extinction zones. Compared to the method with a larger frequency offset, there is, on the other hand, the advantage, which is also essential in practice, that the selection curves of the mobile receiving stations can be just as narrow as they would be without the frequency offset of the carriers e-r-F ', aII-wa-were. E s can be used as 0 - -the normal receivers. For synchronous or approximately synchronous transmission of the modulation frequency to the various radio transmitters, e.g. from an operations center, both suitable radio and suitable cable transmission paths can be provided, with different cable lengths or radio paths being compensated for by appropriate artificial cable circuits or delay chains can.

Weiter hat sich bei der praktischen Ausbildung des Erfindungsgegenstandes überraschenderweise gezeigt, daß die sich aus der rechnerischen Betrachtung des Empfangs von frequenzversetzten frequenzmodulierten Funksendern &'gebenden Zischstörungen zwar auftreten, aber ein die Verständlichkeit der Nachrichten kaum beeinträchtigendes Maß erreichen, wenn man auf der Funkempfangsseite, insbesondere im Niederfrequenzteil, geeignete Maßnahmen zur Beschneidung - des , nied ' erfrequenten Bandes benutzt, und zwar sowohl unterhalb als auch oberhalb dieses Bandes.Furthermore, it has surprisingly been shown in the practical development of the subject matter of the invention that the hissing interference resulting from the computational consideration of the reception of frequency-shifted frequency-modulated radio transmitters &'giving, but reach a level that hardly affects the intelligibility of the messages when one is on the radio receiving side, in particular in the low frequency part, suitable measures for clipping - of, lower 'erfrequenten band used, both below and above this band.

In weiterer Durchbildung der Erfindung wird zwischen aufeinanderfolgenden Funksendem oder jeweils nahe bei einem Funksender je eine ortsfeste Regelempfangsanlage. vorgesehen, die z. B. mittels einer Empfangsschaltäng mit Diskriminator die Trägerfrequenz; wenigstens eines der gleichzeitig empfangenen aufeinanderfolgenden Funksender so nachregelt, daß ein vorbestimmter Frequenzabstand der Träger längs der Gesamtstrecke eingehalten wird.In a further form of the invention is by between successive Funksendem or in each case close to a radio transmitter each have a fixed rule reception system. provided, the z. B. by means of a receiving circuit with discriminator the carrier frequency; readjusts at least one of the successive radio transmitters received at the same time so that a predetermined frequency spacing between the carriers is maintained along the entire route.

Das erfindungsgemäße Funksendesystem ist mit besonderem Vorteil anwendbar sowohl für frequenzmodulierteFunksender als auch für phasenmodulierte Funksender. Es hat sich herausgestellt, daß die Anwendung von Phasehmodulation für das erfindungsgemäße Funksendesystem besondere Vorteile aufweist. Zum Beispiel kann man bei Anwendung von phasenmodulierten Sendern auf der Empfangsseite die hohen Frequenzen, die senderseitig stark angehoben sind, in gleichem Maße beschneiden, was sich hinsichtlich der Unteidrückung der beim Versatzverfahren entstehenden Zischstörungen besonders vorteilhaft auswirkt.The radio transmission system according to the invention can be used with particular advantage for both frequency-modulated radio transmitters and phase-modulated radio transmitters. It has been found that the use of phase modulation for the inventive Radio transmission system has particular advantages. For example, you can use of phase-modulated transmitters on the receiving side, the high frequencies, those on the transmitter side are greatly raised, prune to the same extent, which is in terms of the defection the hissing disturbances arising during the offset process have a particularly advantageous effect.

Für d.ie Funknachrichtenübermittlung in umgekehrter Richtung von den sich längs des Verkehrsweges bewegenden Funkstationen nach einer oder mehreren zentrale n* Stellen kann jedes beliebige Verfahren angewendet 'werden. So können z. B. längs des Verkehrsweges aufgestellte ortsfeste Funkempfangsstationen vorg"ese'hen werden, welche die von den ortsbewe21ichin Funkstationen ausgesandten Funknachrichten empfangen und z. B. einer zentralen Stelle zuleiten. S e können aber auch unmittelbar -in der Nähe der-Fuhksender aufgestellt werden. Die Erfindung soll im folgenden an Hand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden: Längs des Verkehrsweges 1, auf dem sich ortsbewegliche Funkstationen bewegen, sind ortsfeste Funkstationen mit den Sendern 2, 3, 4 und 5 vorgesehen, denen von einer zentralen Stelle 6 aus über die Büsprechungsleitungen 7, 8, 9 und 10 die zu übertragende Nachricht zugeleitet wird. Dir, Sender 2, 3, 4 und 5 werden mit diesen Nachricht-en moduliert und übertragen diese Nachrichten auf dem Funkweg zu den ortsbeweglichen Funkstationen, die sich längs des -Verkehrsweges 1 bewegen. Im Zuge der Bespre ngst#iiiiii§6ii 7, 8, 9 und 10'können, z. B. zum Ausgleich der unterschiedlichen Leitungslängen, Kunstkabelschaltungen oder Laufzeitketten eingeschaltet sein. Die Trägerfrequenzen der Sender 2, 3, 4 und 5 sind um einen zwischen Null und der untersten Modulationsfrequenz liegenden Frequenzbetrag voneinander unterscheiden. Um diese Frequenzversetzung stets genau einhalten zu können, sind zwischen den Sendern die ortsfesten Regelempfangsanlagen 11, 12 und 13 vorgesehen. Diese Regelempfangsanlagen sind so angeordnet, daß sie die Sendungen zweier jeweils benachbarter Sender empfangen, so daß sie z. B. mittels einer Diskriminatorschaltung einen der beiden Sender so nachregeln, daß ein vorbestimmter Frequenzabstand der Träger zwischen aufeinanderfolgenden Funksendungen eingehalten wird. In dem dargestellten Fall empfängt z. B. die Regelempfangsanlage 11 die Sendungen der Sender 2 und 3. Der Vergleich der beiden Träger, z. B. in einer Diskriminatorschaltung, ergibt die Möglichkeit, über die Regelleitung 14 den Sender 3 in der Frequenz so nachzuregeln, daß ein vorbestimmter Frequenzabstand der Träger der Sender 2 und 3 stets eingehalten wird. - Wie bereits oben erwähnt, eignet sich das vorliegende Verfahren vorzugsweise für frequenz- oder phasenmodulierte Sender.Any method can be used for the transmission of radio messages in the opposite direction from the radio stations moving along the traffic route to one or more central n * locations. So z. B. along the transport path established stationary radio-receiving stations are "ese'hen vorg which receive the beams emitted from the ortsbewe21ichin radio stations radio messages and z. B. a central point forward. S e but can also be placed directly -in the vicinity of the-Fuhksender. The invention will be explained below with reference to the embodiment shown in the figure: Along the traffic route 1, on which mobile radio stations move, fixed radio stations with the transmitters 2, 3, 4 and 5 are provided, those from a central point 6 The message to be transmitted is forwarded via the telephone lines 7, 8, 9 and 10. Dir, transmitters 2, 3, 4 and 5 are modulated with these messages and transmit these messages by radio to the mobile radio stations located along the -Move traffic route 1. In the course of discussion # iiiiii§6ii 7, 8, 9 and 10 ', e.g. to compensate for the different routes length, artificial cable circuits or runtime chains must be switched on. The carrier frequencies of the transmitters 2, 3, 4 and 5 differ from one another by a frequency amount between zero and the lowest modulation frequency. In order to always be able to adhere to this frequency offset exactly, the fixed control receiving systems 11, 12 and 13 are provided between the transmitters. These rule receiving systems are arranged so that they receive the broadcasts of two adjacent transmitters, so that they can, for. B. readjust one of the two transmitters by means of a discriminator circuit so that a predetermined frequency spacing of the carriers between successive radio transmissions is maintained. In the illustrated case z. B. the rule receiving system 11, the broadcasts of the transmitter 2 and 3. The comparison of the two carriers, z. B. in a discriminator circuit, there is the possibility of adjusting the frequency of the transmitter 3 via the control line 14 so that a predetermined frequency spacing between the carriers of the transmitters 2 and 3 is always maintained. - As already mentioned above, the present method is preferably for frequency or phase modulated transmitter.

Claims

Claims: 1. Radio communication system, consisting of radio transmitters arranged along a traffic route. and mobile radio transmitting and receiving stations using carrier frequencies lying in the same radio channel, which are modulated in frequency or phase synchronously with the same message, d a - characterized in that the carrier frequencies of neighboring radio transmitters rotate around, one between zero and the lowest modulation frequency lying frequency amount.

That a stationary receiving system usually is 2. Wireless communication system according to claim 1, characterized in that between successive Funksendem or in each case close to a radio transmitter provided in each case, the z. B. means of a discriminator Empfangssehaltung with the carrier frequency at least one of the simultaneously received consecutive radio transmitter so nachregr-It, that a pre-defined frequency spacing of the carriers of the total distance is maintained longitudinally. 3. Radio communication system according to one of the preceding claims, characterized in that preferably in the lower frequency part of the receiver selective means. for cutting the low-frequency band, both below and above this band. 4. Radio communication system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radio stations use directional antennas that are aligned in their directivity to the directions of the traffic route. 5. Radio communication system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the control receiving systems work with directional antennas which are aligned with the radio transmitter to be readjusted. Documents considered: Swiss Patent No. 242 962; U.S. Patent Nos. 2,429,504, 2,545,511; Vilbig, "Textbook of High Frequency Technology", 4th edition, Vol. II, Fig. 566, p. 400/401; "Telefunken-Zeitung", August 1952, pp. 169 to 175.