DE1466359A1

DE1466359A1 - Einrichtung fuer Mehrkanal-Richtfunkanlagen zum wahlweisen Anschalten eines von zwei auf gleicher Frequenz arbeitenden Sendegeraeten an eine Antenne entsprechend dem Betriebszustand der Sendegeraete

Info

Publication number: DE1466359A1
Application number: DE19651466359
Authority: DE
Inventors: Luigi Sarati
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1964-08-04
Filing date: 1965-08-04
Publication date: 1969-02-06
Also published as: NL6510016A; SE315020B; BE667749A; US3421145A; GB1112556A; DE1466359B2; CH427929A; AT259629B; NO119597B

Description

49.967/BREV/ARE/Mom
Ital.Pat.JLnm. 17024/64
vom 4· August 1964

Societä Italiana TelecomjKunicazioni Siemens s.p.a_o Mailand, Piazzale Zavattari, 12 Italien

EINRICHTUNG FÜR MEHRKANAL-RICHTi¹UNKANLAGEN ZUM WOHL¹WEISEn ANSCHALTEN EINES YON ZYiEI AUF GLEICHER I¹REQI]ENZ ARBEITENDEN SENDEGERÄTEN AN EIHE ANTENNE ENTSPRECHEND DEM BETRIEBSZUSTAND DER SENDEGERÄTE

Die Erfindung betrifft eine insbesondere mit Halbleiterbauelementen bestückte Einrichtung für Mehrka-. nal-Richtfunkanlagen, insbesondere für solche mit mittlerer und großer Kanalzahl, zum wahlweisen Anschalten eines von zwei auf gleicher Frequenz arbeitenden Sendegeräten an eine Antenne entsprechend dem Betriebszustand ez der Sendegeräte«

Bei Richtfunkanlagen mittlerer oder großer Kanalzahl ist es üblich, die zur Übertragung erforderlichen Geräte doppelt vorzusehen und dauernd eingeschaltet zu halten, so daß beim Ausfall eines im Betrieb befindlichen Gerätes sofort das entsprechende Ersatzgerät eingeschaltet werden kann. Bei Anlagen, die auf dem Fre-

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quenz—Diversity-Prinzip arbeiten, sind "beispielsweise für jede Richtfunkstrecke zwei Sender vorgesehen, die mit den gleichen Nutzsignalen moduliert werden und gleichzeitig modulierte Träger verschiedener Frequenz über geeignete Weichen an eine gemeinsame Sendeantenne liefern» Bei solchen Anlagen sind beim Ausfall eines Senders auf der Senderseite keine Umschaltungen erforderlich, um die Fortdauer der Übertragung zu gewährleisten, es genügt vielmehr, den Ausfall des Senders durch ein örtliches Alarmsignal anzuzeigen»

Frequenz-Divers itj^-Anlagen lassen sich jedoch nicht verwenden, wenn die Anzahl der verfügbaren Träger begrenzt ist. In diesem Fall arbeitet man dann mit 2 Sendern, die auf der gleichen Trägerfrequenz arbeiten und über eine Höchfrequenz-Umschalteinrichtung wahlweise an die Sendeantenne anschaltbar sind. Beide Sender werden wieder laufend mit einem Nutzsignal gespeist, das beispielsweise von einer Multiplexeinrichtung kommen kann und den Sendern über eine Gabelschaltung zugeführt wird.

Um eine ununterbrochene Übertragung über die Richtfunkstrecke zu gewährleisten ist es bei Einrichtungen der letzgenannten Art, bei der die beiden Sender auf der gleichen Frequenz arbeiten, erforderlich, die Hochfre-

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quenz-Umschalteinrichtung (im folgenden kurz ^M£ntennenschalter") entsprechend dem Betriebszustand der Sender zu steuern»

Bei den Sendern sind verschiedene Störungen möglich : Durch Fehler in den Verstärker- oder Modulatorkreisen kann die Modulation unterbrochen werden. Diese Störung läßt sich durch Überwachung eines Pilotsignals mittels eines Pilotfrequenzempfängers, der dem Modulatorausgang parallel geschaltet ist, feststellen.

Das Auftreten dieses Fehlers wird durch ein Signal "C" angezeigt, das bei normalem Betrieb einen der Binärziffer ^w0ⁿ und bei Störung einen der Binarziffer "1" entsprechenden Wert haben soll. Ein weiterer Fehler besteht darin, daß die TrägerausgangsIeistung des Senders einen bestimmten G-renzwert unterschreitet, der im allgemeinen mit 6 dB unter dem Nennwert festgelegt wird. Das diesen Fehler anzeigende Signal wird im folgenden mit W bezeichnet, es hat bei normalem Betrieb den Yvert ^M0^w und bei Störung den Wert "1",

Es ist außerdem denkbar, daß die Überwachungsorgane, welchemie Umschaltung steuernden Signale liefern.defekt werden, so daß trotz des Auftretens einer Störung in dem an die Sendeantenne angeschalteten Sendergerät keine

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Umschaltung auf das in Wartestellung befindliche Sendegerät erfolgt. Die d»£e& Umschalten der beiden auf gleicher frequenz arbeitenden Sendegeräte einer Mehrkanal-Richtfunkanlage bewirkende Einrichtung soll also folgende Bedingungen erfüllen t

t· Da die beiden Sendegeräte in der Lage sein müssen, die gleiche Funktion ohne Unterschied durchzuführen, können sie als identisch angesehen werden und die die Umschaltung bewirkende Einrichtung muß bezüglich dieser Sendegeräte symmetrisch sein.

2. Bei einem Ausfall des an die Antenne angeschlossenen Sendegerätes muß die Antenne in möglichst kurzer Zeit auf das andere Sendegerät umgesciialtet werden, vorausgesetzt, daß dieses arbeitsfähig ist, um einen ununterbrochenen Betrieb der Richtfunkstrecke zu gewährleisten.

3. Beim Ausfall beide? Sender muß die Einrichtung ein Alarmsignal abgeben, daß nach außen zu übertragen ist. Dieses Alarmsignal wird im folgenden mit Abgezeichnet.

4. Pur den fall, daß die Überwachungsorgane, welche die das Umschalten der Antenne auslasenden Signale liefern, selbst gestört sind, muß es möglich sein, den

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Umsehaltvorgang von außen durch ein Steuersignal T zu steuern, unabhängig davon welcher Sender an die Antenne angeschlossen ist.

Es iat dann möglich, den Umschlatvorgang von der mit der Sendestation zusammenarbeitenden Empfangsstation der Richtfunkstrecke zu steuern, falls in dem an die Antenne angeschlossenen Sendegerät ein Störung auftritt, und die Umschaltung aufgrund irgendeines Fehlers der Überwaehungsorgane nicht umgehend erfolgt.

Es gibt bisher noch keine elektronischen Einrichtungen, die den oben gestellten Bedingungen genügen. Ziel der Erfindung ist es, eine insbesondere mit Halbleiterbauelementen bestückte Einrichtung für liehrkanal-Richtfunkanlagen, die zwei auf gleicher Frequenz arbeitende Sendegeräte enthalten, anzugeben, die den obigen Bedingungen genügt» Das Ziel der Erfindung soll dabei mit einem relativ geringen Schaltungsaufwand erreicht werden, so daß die lnlagekosten niedrig und die Betriebssicherheit dementsprechend hoch sind.

Eine Einrichtung für Mehrkanal-Riohtfunkanlagen, insbesondere mit mittlerer, und großer Kanalzahl, zum v;ahlweisen Anßöhalten eines von zwei auf gleicher Frequenz arbeitenden Sendegeräten an eine Antenne entsprechend

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dem Betriebszustand der Sendegeräte ist gemäß zur Erfindung gekannzeichnet durch eine Schaltungsanordnung zur Realisierung der drei Betriebszuständen entsprechenden logischen Funktionen :

Alarm "Af" = (W1 + 01),(ft2 + 02) Umschaltung"!^" = (VM + 01). (WiF . 02) Umschaltung"!).^ = (\/2 + 02).(W? . IJi)

wobei 7/u ι Wp ungenügende Ausgangsleistungen des ersten bzw. zweiten Sendegerätes und G., O₂ Signalunterbrechung beim ersten bzw» zweiten Sendegerät anzeigende Signale bedeuten, das Signal h^ = 1 die Umschaltung der Antenne auf das zveite Sendegerät und das Signal hp = 1 die Umschaltung der Antenne auf das erste Sendegerät steuern.

Bezüglich aer Weiterbildungen der Erfindungen wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen :

Fig. 1 Ein Blockschaltbild einer Richtfunkstrecke mit zwei auf gleicher Frequenz arbeitenden Sendegeräten, die

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wahlweise an eine Sendeantenne anschaltbar sind )

Pig. 2 Eine Funktionstabelle (Karnaugh-Tabelle) aus der die /logische Verknüpfung zwiachen den Eingangssignalen und den AusgangsSignalen der Einrichtung gemäß der Erfindung entnommen werden kann ; und

Pig. 3 Ein Schaltbild einer Einrichtung gemäß der Erfingun zur Umsteuerung eines Antennenumschalters der in Fig. 1 dargestellten Anlage.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild einer Richtfunkstrecke, die zwei Sendegeräte TR-, TRp, welche über einen Antennenumschalter K. wahlweise an eine Sendenantenne A₁

u ι

angeschlossen v/erden können, sowie eine Empfangsstation mit einem Empfänger R und einer Empfangsantenne Ap enthält. Den identisch aufgebauten Sendegeräten TR-, TR« wird ein zu übertragendes Nutzsignal, z.B. Vidiosignale und dergleichen, über eine Gabelschaltung B^ von einer nicht näher dargestellten Multiplexeinrichtung OT zugeführt.

In den Sendegeräten TR-, TRg v/erden jeweils zwei Steuersignale erzeugt, die den Betriebszustand des betreffenden Sendegerätes anzeigen. Die Signale W^, Wp des

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Sendegerätes TR₁ "bzw. TRp zeigen an, ob die Trägerausgangsleistung des betreffenden Sendegerätes über oder unter einem vorgegebenen Pegel (z.B. 6 dB unter der Henn-Ausgangsleistung) liegt. Die Signale Cj, O₂ zeigen an, ob die Modulation vorhanden ist, und können beispielsweise von einem PiIotsignalempfanger erzeugt werden, der an den Ausgang eines nicht näher dargestellten Modulators im Sendegerät angeschlossen ist_e

Die den Betriebszustand der beiden Sendegeräte anzeigenden Signale Y/.., 0. und Cp, Wg werden durch eine Einrichtung BT verarbeitet, die ein Ausgangssignal U zur Betätigung des Antennenumschalters K. sowie das Alarmsignal A, erzeugt. . ·

Die Einrichtung ET hat also 3 Betriebszustände : Alarmzustand, Umschaltung der Antenne vom Sendegerät TR. auf das Sendegerät TRp und Umschaltung vom Sendegerät TR₂ auf das Sendegerät TR,..

Die drei Betriebszustände der Einrichtung ET können durch die folgenden logischen Gleichungen ausgedrückt werden :

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Alarm ^rtA_t" = (¥1 + Ö1)_O(W2 +02) (1)

Umschaltung"^^w = (W1 + 01).(W2 + 02) bzw₀ nach dem

morganschen Theorem= (W1 + O1)„(W2 . 02) (2)

Umschaltung"!^« = (W2 + 02).(W1 + 01) bzw»

= (W2 + 02).(W? . Cl) (3)

Der funktionelle Zusammenhang zwischen den Eingangsund Ausgangssignalen der Einrichtung ET ist in Figur 2 als sogenannte Karnaugh-Iabeile dargestellt. In dieser Tabelle sind die drei Betriebszustände durch die gestrichelt umrahmten Gebiete definiert, und zwar :

Alarmgebiet "Af¹ = (5,6,7,9,10,11,13,14,15) i UmschaltungsgebiefRf» = (4,8,12) j Umschaltungsgebiet»i^ = (1,2,3) ί

Der Rest der Tabelle entspricht einem störungsfreien Betrieb der Richtfunkverbindung.

Die EinrichtungET enthält eine Anzahl von logischen Schaltungen, die vorzugsweise mit Siliziumhalbleiterbauelementen bestückt sind. Die Dinheit ET kann unter bevorzugter Verwendung von NOR-Gattern aufgebaut werden, die bekanntlich die Reiaisierung sämtlicher logischer Funktionen ermöglichen. Sie enthält ferner eine bistabile Schaltung B , die das üjnaohaltsignal ü liefert. Die bistabile Schaltung B_fl kann ein übliches, mit Transistoren bestücktes Flipflop

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sein, das bezüglich des Setz-x'iingangs S und Rückstell— eingangs R mit unsymmetrischer Tastung arbeitet. Die Steuersignale Iu und hp für den Setzeingang S bzw. Ruckstelleingang R dürfen nicht gleichzeitig den \/ert "1" haben, was durch die obigen Gleichungen (2) und (3) gewährleistet ist» Die bistabile Schaltung B hat außerdem noch einen dritten, symmetrischen Eingang, der mit dem Ausgang des Gatters WORg verbunden ist» Ein diesem Lingan_t; zugcführtes Signal schaltet die bistabile Jchaltun^ B unabhängig von dem jeweiligen Betriebszustand der Schaltung B_c, tun.

Fig. 3 zeigt ein Auafilhrun_t;sbeispiel c'er in Figo 1 nur als Block t.arges tollten Einrichtung ET unter bevorzugter Verv.enäung von NOR-Gattern. Die dargestellte Schaltungsanordnung hat fünf Eingänge W-, C-, Wp und Op, sowie dj.-'-.i Ausgänge h-,hp und Z, die jev/eils an einen Eingang einer bistabilen Schaltung B angeschlossen sind, deren einziger Ausgang mit dem Antennenschalter K. (Fig. 1) verbunden ist. Die einrichtung ET enthält sieben logische Gatter und zwar sechs NOR-Gatter und ein UND-Gatter. Die NOR-Gatter NOR₂ NOR₂, NOR. haben jeweils zwei Eingänge, die NOR-Gatter NOR,, NOR₅ und das ■ UFD^Gatter AND^ haben jeweils drei Eingänge und das NOR-Gatter NORg hat einen Eingang, alle Gatter haben jeweils einen Ausgang. Die Verbindung der Gatter ist'aus Figur 3

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ersichtlich, so daß auf eine nähere Beschreibung verzichtet wird.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Einrichtung ET sei z.B. angenommen, daß im Sendegerät TR₁ eine Störung auftritt während das Sendegerät TRp weiterhin ordnungsgemäß arbeitet* Am Eingang W₁ und / oder O₁ tritt dann ein die Störung (W = Ausbleiben der Leistung j C = Ausbleiben der Modulation) anzeigendes Signal auf, die beide ein Alarmsignal A+ entstehen lassen. Wenn die Leistung des Sendegeräts OR₁ ausbleibt, geht das Signal am Eingang W₁ von dem einem normalen Betriebszustand entsprechenden Viert "0" auf den Wert "1" über, also beispielsweise von Massenpotential auf ein positives Potential, und das Gatter NOR₁ geht vom Sperrzustand in den Durchlaßzustand über, so daß am ersten Eingang der Gatter NOR. und AND₁ das Signal "0" auftritt.

Da angenommen wurde, daß nur einer der beiden Sender gestört ist, haben die Signale an den Eingängen WpC₂ unverändert den Wert ^M0ⁿ, so daß an den beiden ersten Eingängen des Gatters NOR., weiterhin das Signal "0" liegt, während das Eingangssignal am dritten Eingang, das normalerweise den Wert ⁿ1^w hat zu ⁿ0" wird. Da nun an allen drei Eingängen des Gatters NOR, das Signal "Ο^Λ liegt, nimmt der Ausgang dieses Gatters den Wert "1" an und hu.

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wird ^W1ⁿ. Dieses Ausgangssignal wird dem Setz-Eingang der bistabilen Schaltung B₈ zugeführt und bewirkt die Umschaltung der Antenne A₁ auf das arbeitsfähige Sendegerät

Wenn die Antenne mit dem Sendegerät TR₂ verbunden ist und in diesem Sendegerät tritt eine Störung auf, so liefert das Satter HORc ein Ausgangssignal hg = 1 an den Rückstelleingang R der bistabilen Schaltung B_B, so daß diese Schaltung ein ümschaltssignal U an den Antennenumschalter K^ liefert, durch das die Antenne A₁ auf das funktionsfähige Sendegerät !ER., umgeschaltet wird.

Es sei nun angenommen, daß das Sendegerät XBf in Betrieb eei und defekt wird, ohne dass die die Signale W..0 liefernden Überwachungsorgane ordnungsgemäß ansprechen. Die Signale W₁ und CL bleiben also auf dem Wert "0", so daß das Satter NOR, also auch kein die Umschaltung der Antenne bewirkendes Signal hj an die bistabile Schaltung B₈ liefert Die Störung im Sendegerät IE₁ wird je do oh im Empfänger R wahrgenommen und dieser liefert ein Störungesignal T über einen in entgegengesetzter Riohtung verlaufenden Übertragungskanal mit einem Sender TRA, einer Sendeantenne AIf₁, einer Empfangs-

antenne A#2 unä einem Empfangsgerät RIO als die Ein- ! riohtung EX. Das Signal I wird erzeugtj wenn die StO- ,

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rung im Empfänger R langer wahrgenommen wird als normalerweise zum Umschalten der Sendeantenne A- auf das in Wartestellung "befindliche Sendegerät nötig ist.

Das Signal T wird dem dritten Eingang des Gatters ₁ zugeführt* Dieses Gatter ist bei störungsfreiem Betrieb gesperrt, da dann das Signal T gleich O ist, es sperrt aber auch bei einer Störung eines Sendegeräts, die durch die Überwachungsorgane ordnungsgemäß wahrgenommen wurde, da dann eines der Signalejan seinen beiden ersten Eingängen den Wert "O" hat. Wenn jedoch ein Sendegerät, beispielweise das Sendegerät TR₁ ausfällt und die Überwachungsorgane dieses Sendegerätes nicht ordnungsgemäß arbeiten, so daß die Signale W₁ und O₁ beide auf dem Wert ^w0^M bleiben, wird im Empfangsgerät das Signal T = 1 erzaugt, das dem dritten Eingang des Gatters AND₁ zugeführt wird. Da nun alle drei Eingangssignale den Y/ert "1" haben, spricht das UND-Gatter an und liefert über das Gatter NOBg ein Tastsignal Z an den symmetrischen Eingang der bistabilen Schaltung B₈, so daß diese umgeschaltet wird und ein entsprechendes. Umschaltsignal U an den Antennenschalter K+ liefert·

Die Erfindung ist nicht auf das beispielsweise dargestellte spezielle Ausführungsbeispiel beschränkt«

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Die in Figur 3 dargestellte logische Schaltung ist zwar besonders vorteilhaft, die von ihr realisierten logischen Funktionen lassen sich aber selbstverständlich auch durch andere Gatter-Kombinationen verwirklichen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Vl ./Einrichtung für Mehrkanal-Richtfunkanlagen, insbesondere mit mittlerer und großer Kanalzahl, zum wahlweisen Anschalten eines von zwei auf gleicher Frequenz arbeitenden Sendegeräten an eine Antenne entsprechend dem Betriebszustand der Sendegeräte, gekennzeichnet durch eine Umschaltungsanordnung (BT) zur Relaisierung der drei Betriesbzuständen entsprechenden logischen Punktionen :

Alarm "A^" = (¥1 + 01) . (¥2 + 02) Umschaltung "Il, « = (W1 + 01) . (¥2 . 02) Umschaltung "hg" = (¥2 + 02) . (wT . ~O?)

wobei W₁, W₂ ungenügende Ausgangsleistungen des ersten bzw. des zweiten Sendegerätes (TR₁ TR₂) und O₁O₂ Signalunterbrechungen beim ersten bzw. zweiten Sendegerät anzeigende Signale bedeuten, das Signal Iu *= 1 die Umschaltung der Antenne (A₁) auf das zweite Sendegerät (TR₂) und das Signal ho = 1 die Umschaltung der Antenne auf das erste Sendegerät (TR₁) steuern.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltungsanordnung (EO) einen weiteren Eingang für ein Signal (T) aufweist, das von einer Smpfangsstation (R) er—

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zeugt und zur Sendestation übertragen wird, wenn an der Empfangsstation eine langer andauernde Störung der Sendung festgestellt wird, und das eine Umschaltung der Antenne veranlaßt.

5 β Einrichtung Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Empfangsstation ausgehende Störungssignal (T) einem Eingang eines UND-Gatters (AND₁) zugeführt wird, an dessen anderen Eingängen. Signale liegen, die bei störungsfreiem Betrieb der Sendegeräte denselben Wert haben, wie das von der Empfangsstelle erzeugte Störungssignal»

4. Einrichtung nach Anspruch 1,2,3» gekennzeichnet durch, eine bistabile Schaltung (B₃) mit zwei unsymmetrischen Tasteingängen (S,R) und einem symmetrischen Tasteingang, wo bei den unsymmetrischen Eingängen die Umsehaltsignale (h-, hg) zugeführt sind, die auf den von den Überwachungsorganen der Sendegeräte erzeugten Signalen gebildet werden, und dem symmetrischen Tasteingang das aus dem vom Empfänger übertragenen Störungssignal (T)' erzeugte Tastsignal (Z) zugeführt wird.

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5· Einrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß sie unter Verwendung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Silicium-Halbleiterbauelementen aufgebaut ist·

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