DE1487362A1 - Verfahren und Einrichtung zur selbsttaetigen Auswahl des jeweils bestmoeglichen UEbertragungsweges eines Nachrichtensystems - Google Patents

Description

Moore Associates, Inc., San Carlos, Calif. (V.St.Α.).

Verfahren und Einrichtung zur selbsttätigen Auswahl des jeweils bestmöglichen Übertragungsweges eines Nachrichtensystems.

Für diese Patentanmeldung wird die Priorität aus der US-Anmeldung Nr. 486,650 vom 13.9.1965 in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung und ein Verfahren zur selbsttätigen Auswahl des jeweils besten Übertragungsweges eines Nachrichtensystems, das mehrere Übertragungswege für eine Nachricht zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation aufweist. Mit anderen Worten, die Erfindung betrifft ein Nachrichtensystem, bei welchem eine Nachricht, die an einer Station erzeugt wird, gleichzeitig über mehrere Nachrichtenwege zu einer Empfangsstation übertragen wird, die selbsttätig einen der Übertragungswege nach dem Kriterium des bestmöglichen Empfangs des übertragenen Signals auswählt und danach ständig wieder auswählt. Der Ausdruck "bestmöglicher Empfang" soll hier denjenigen Kanal bezeichnen, der eine maximale übertragung der Nachricht gewährleistet, was allgemein gesprochen bedeutet, dass dieser Kanal das grösste Signal-Rauschverhältnis (Störgeräuschabstand) des ankommenden Signals, insbesondere eines

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eines Tonsignals, gewährleistet. Ein Beispiel eines Nachrichtensystems, bei welchem das System gemäss der Erfindung zur Auswahl des Übertragungsweges Anwendung finden kann, ist ein solches, bei dem ein ortsfester Absender oder Sprecher an einem Sender in ständiger Verbindung mit den Fahrern einer Mehrzahl von Fahrzeugen mit je einem Empfänger steht.

Die Schwierigkeiten bei Fahrzeugnachrichtensystemen haben in den letzten Jahren erheblich zugenommen und zahlreiche Probleme für die Sprecher aufgeworfen. Zu den Problemen, welche die Wirksamkeit, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit der Nachrichtenübertragung beeinträchtigen können, gehören insbesondere: Die richtige Auswahl von Sender, Empfänger und Frequenz an entfernten Relaisstationen; die Auswahl des besten ankommenden Tonsignals, wenn mehrere Relaissender zugleich infolge Überlappung oder besonderer räumlicher Verhältnisse Signale übertragen; die Schwierigkeiten, die für den Sprecher an der Empfangsstation auftreten, wenn sich überlappende oder Fading-Tonsignale empfangen werden, welche den Sprecher ermüden und oftmals Missverständnisse zwischen dem Sprecher und dem Fahrer verursachen.

Die gleichen Schwierigkelten treten auch bei Luft-Boden-, Luft-Luft-, ausseratmosphärischer Raum-Boden (oder -Luft)-Nachrichtensystemen auf, wobei der Sender und/oder der bzw. die Empfänger ortsfest oder beweglich sein können. Solange mehrere Übertragungswege zwischen einer Sendestation und einer Empfangsstation vorgesehen sind, bietet in der Regel

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ein übertragungsweg (mit seinem Empfangskanal) eine bessere Empfangsmöglichkeit als ein anderer. Dieselben Probleme treten auch bei Datenübertragungssystemen auf, die naturgemäss andere als gesprochene Nachrichten senden und mehrere Übertragungswege benutzen. Z.B. erfordert die Fernmessung von Daten aus Satelliten eine strategische oder planmässige Anordnung zahlreicher Antennen längs der vorgesehenen Bewegungsbahn des Satelliten, wodurch eine Vielzahl von Übertragungswegen entstehen. Dies trifft auch auf die übertragung von Fernsehprogrammen u.dgl. zu, wenn Unterstationen verwendet werden. Auf dem Gebiet der Datenübertragungen und Überwachungssysteme werden häufig mehrere Übertragungswege benutzt, um einen unter allen Umständen zuverlässigen Empfang zu gewährleisten.

Bisher wurde die Auswahl des besten Übertragungsweges in der Regel der Bedienungsperson überlassen, die probeweise von dem einen auf einen anderen übertragungsweg umschalten musste, um zu ermitteln, welcher übertragungsweg den besten Empfang ergab. Dabei lag es nahe, den Auswählprozess, sobald ein übertragungsweg gefunden war, der eine relativ klare übertragung ergab, zunächst abzubrechen, auch wenn ein noch erheblich besserer Kanal bei Fortsetzung des Prozesses hätte gefunden werden können. Auch lag es nahe, dass die Bedienungsperson einen einmal ausgewählten Kanal trotz allmählicher Verschlechterung der übertragung beibehielt, bis schliesslich der Empfang unverständlich wurde, auch wenn bald nach der Auswahl ein besserer Kanal verfügbar gewesen wäre. Man war also weitgehend auf die

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"glückliche Hand" der Bedienungsperson angewiesen.

Der Erfindung liegt hauptsächlich das Ziel zugrunde, selbsttätig und bei ständiger Wiederholung den jeweils besten aus einer Anzahl von Übertragungswegen oder den Kanälen zwischen einem Sender und einem Empfänger auszuwählen und auf diese Weise die Nachrichtenübertragung bei Nachrichtensystemen mit mehreren Übertragungswegen zu verbessern. Die selbsttätige und ständige Suche nach dem jeweils besten Übertragungskanal zwischen einem Sender und einem Empfänger soll hiernach auf der Basis des maximalen ankommenden Nachrichtensignals und/oder des maximalen Signal-Rauschverhältnisses oder Störgeräuschabstandes erfolgen. Die Güte des Nachrichtenempfangs soll so verbessert werden. Eine Ermüdung der Bedienungsperson soll vermieden und Zuverlässigkeit und Güte der Nachrichtenverbindung sollen vergrössert werden.

Als eine zu verfolgende Möglichkeit zur Erreichung dieser Ziele soll selbsttätig derjenige Relaissender ausgewählt werden, der den Nachrichtenkanal mit der besten Verständigung zwischen einem Sender und einem entfernt gelegenen Empfänger bildet, wenn mehrere Relaissender gleichzeitig Signale übermitteln. Dabei soll eine Eigenschaft der zu übertragenden Nachricht zur ständigen Auswahl und Wiederauswahl des besten Sende- und/oder Empfangskanals für grösstmöglichen Effekt und kleinstmöglichen Verlust an Nachricht benutzt werden.

Als eine weitere Möglichkeit zur Verfolgung der erwähnten Zielsetzung soll bei einem Nachrichtensystem mit mehreren

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Übertragungswegen die Sendung auf demjenigen Wege erfolgen, der unmittelbar vor der Sendung den besten Empfang ergab. Mit anderen Worten: Es soll der letzte Nachrichtenübertragungsweg auf der Basis des Nachrichtenempfangs gewählt werden, und der so ausgewählte Weg soll benutzt werden, um zu der Station zu senden, welche die Nachricht lieferte und von welcher her ein übertragungsweg ausgewählt wurde. Ausserdem soll auch das Signal-Rauschverhältnis eines empfangenen Signals durch die Erfindung bestimmt werden können.

Erfindungsgemäss wird hierzu eine bestimmte periodische Eigenschaft des aus jedem Kanal empfangenen Nachrichtensignals ständig überwacht und dabei ein dem unmittelbar letzten Verlauf der überwachten Eigenschaft entsprechendes Ausgangssignal gebildet; diese Ausgangssignale werden miteinander und mit einem Bezugssignal verglichen und dabei derjenige Kanal gewählt, dessen Ausgangssignalamplitude zuerst die Amplitude des gewählten Bezugssignals erreicht, worauf nach dem Ablauf eines gewählten Zeitintervalle eine erneute Wahl erfolgt.

Die eine periodisch verlaufende Eigenschaft, welche überwacht wird, kann eine solche sein, die der empfangenen Nachricht anhaftet oder die der empfangenen Nachricht durch Modulation an der Sendestelle hinzugefügt wird. In jedem Falle ist der Auswahlprozess der gleiche.

Als Beispiel soll nachstehend die Erfindung anhand der Auswahl eines Sprach-Nachrichtenkanals beschrieben werden. Es wurde gefunden, dass ein solcher eine bestimmte eigentümliche periodische Eigenschaft aufweist, mittels deren eine Auswahl

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gemäss der Erfindung getroffen werden kann. Bei der Sendung gesprochener Nachrichten wird eine Trägerfrequenz bekanntlich mit Tonfrequenzsignalen (Töne oder Sprache) am Sender moduliert; dabei wird sie unabsichtlich auch mit Sprachhüllkurvensignalen am Sender moduliert. Die Sprachhüllkurve umfasst Sprachimpulse und Sprachpausen; Jeweils ein Sprachimpuls und eine Sprachpause bilden zusammen eine Sprachhüllkurvenperiode. Es wurde gefunden, dass es eine charakteristische Sprachhüllkurvenfrequenz von etwa 2 Hz gibt und dass Sprachimpuls und Sprachpause von etwa gleicher Dauer sind.

Das Tonfrequenzsignal ist daher analog einer unterbrochenen fortlaufenden Welle mit einem Sprachimpuls und einer Sprachpause, wobei jeder einer Pause entsprechende Intervall die durchschnittliche Dauer von etwa 1/4 Sekunde hat. Dieses am Ausgang des Empfangskanals verfügbare Signal wird einem Sprachhüllkurvendemodulator zugeführt, der ein der Sprachhüllkurvenamplitude entsprechendes Signal bildet. Der demodulator hat eine Zeitkonstante für Anstieg- und Abfall, die in der Regel ein Drittel der Sprachjaause beträgt, so dass die Spannung an den Ausgangsklemmen des Demodulators, nachdem sie während des Sprachimpulses auf ein Maximum angestiegen ist, auf nahezu den Wert Null abfallen kann, bevor die Sprachpause beendet ist.

•Auf den Sprachhüllkurvendemodulator folgt ein Integrator, der die Spannung an den Ausgangsklemmen des Demodulators integriert und eine kurze Anstiegszeit sowie eine im Vergleich zur Sprachhüllkurvenperiode sehr lange Abfallzeit hat,

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so dass sein Ausgangssignal in seiner Amplitude zunimmt, wenn sein Eingangssignal auf aufeinanderfolgenden Sprachimpulsen beruht. Die Abfallzeit des zweiten Integrators ist so gewählt, dass eine gegebene Zahl nacheinander empfangener Sprachimpulse und Sprachpausen die Ausgangsspannung des Integrators bis auf einen Wert anhebt, der einen bestimmten Bezugspegel überschreitet. Derjenige Kanal, dessen Integrator zuerst ein Signal bildet, dessen Amplitude gleich dem Bezugspegel oder grosser ist, wird als jeweils bester Kanal ausgewählt. Daraus ist ersichtlich, dass die Amplitude der Integratorausgangsspannung dem unmittelbar letzten Verlauf des Tonfrequenzsignals und insbesondere des Sprachhüllkurvensignals entspricht.

Eine erneute Auswahl erfolgt durch eine veränderliche Zeitgebereinrichtung, die eine vorher getroffene Auswahl löscht, so dass die erneute Auswahl stattfinden kann. Es sind ferner Einrichtungen zum überlaufen der veränderlichen Zeitgebereinrichtungen nach Beendigung einer Sendung vorgesehen; diese sorgen unmittelbar für eine erneute Auswahl.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert:

Fig. 1 ist ein Blockschema eines Nachrichtensystems mit einem Kanalwähler gemäss der Erfindung.

Fig. 2 ist ein Blockschema des in Fig. 1 erläuterten Kanalwählers.

Flg. 3 ist ein Schaltbild zweier in Reihe geschalteter Netzwerke für die Spreehverbindungsauswahl,

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wie sie in Fig. 2 gezeigt sind. Fig. 4 ist ein Blockschema der zur Sprechverbindungs-

auswahl dienenden Netzwerke gemäss Fig. 3. Fig. 5 sind eine Anzahl von Kurvenbildern zur Erläuterung der Ausgangssignale an verschiedenen Punkten des Schaltbilds nach Fig. 3.

Bei dem in Fig. 1 veranschaulichten, mehrere Übertragungswege aufweisenden Nachrichtensystem gemäss der Erfindung sind eine Hochfrequenzsende- und Empfangseinrichtung 10, eine mehrere Übertragungswege darstellende Nachrichtenverbindungsgruppe 12 und eine mehrere Kanäle aufweisende Sende- und Empfangseinrichtung I²I vorhanden. Wenngleich das dargestellte Nachrichtensystem ein Zweiwegesystem ist, um eine Nachrichtenübertragung in beiden Richtungen zu ermöglichen, soll es in erster Linie anhand der Nachrichtenübertragung vom Sender 10 zum Empfänger 14 erläutert werden, da die Kanalauswahl bei dieser Betriebsweise auf der Basis der durch die Einrichtung lh empfangenen Signale erfolgt.

Die Sendeempfangseinrichtung 10 kann mehrere Sendeempfangsgeräte enthalten, von denen eines, das mit 16 bezeichnet ist, gezeigt ist. Dieses kann ortsfest oder beweglich sein, sei es auf dem Boden oder in der Luft; es sendet bzw. empfängt auf einem Träger mit der Frequenz f_Q modulierte Nachrichten. Beispielsweise kann in der Praxis die Einrichtung.10 die Sendeempfangsgeräte einer Gruppe von Taxameterfahrzeugen umfassen,' wobei das Sendeempfangsgerät 16 dasjenige eines

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bestimmten Fahrzeugs ist.

Die mehrere Übertragungswege umfassende Nachrichtenverbindungsgruppe 12 enthält eine entsprechende Anzahl Relaisstationen 18, 19, 20, die in dem für den Empfang von Nachrichten aus den verschiedenen Sendern interessierenden räumlichen Bereich strategisch verteilt sind und diese Nachricht an das Empfangsgerät 14 weiter vermitteln sollen. Mit anderen Worten, die Relaisstationen sind im Bereich der beabsichtigten Wege der Sendeempfangsgeräte angeordnet. Jede Relaisstation empfängt die Nachricht von dem Sender 16 bei der Trägerfrequenz f_Q und überträgt sie auf ihre eigenen Trägerfrequenz weiter. Z.B. überträgt die Relaisstation 18, auch als Kanal A bezeichnet, eine Trägerfrequenz f, weiter, die Relaisstation 19, auch als Kanal B bezeichnet, überträgt auf einer Frequenz f₂ weiter, und die Relaisstation 20, auch Kanal C genannt, überträgt auf einer Trägerfrequenz f, weiter.

Das Gerät 14 umfasst einen Sender- und Empfängerteil 22 mit einem Sender 23, der Nachrichten auf einer Trägerfrequenz 14 sendet, einen Empfänger 24, welcher auf die Trägerfrequenz f^ anspricht, einen Empfänger 25, der auf die Trägerfrequenz f₂ anspricht, und einen Empfänger 26, der auf die Trägerfrequenz f, anspricht. Die Nachrichtenverbindungsgruppe 12 kann eine Anzahl Drahtleitungen für die übertragung enthalten, falls die Sendeempfangsgeräte ortsfest sind. Dann 1st jeder Empfangskanal direkt mit einer anderen Übertragungsdrahtleitung zum Sendeempfangsgerät 16 verbunden.

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Die Ausgangssignale aus den Empfängern 24, 25 und 26 sind Tonfrequenzsignale, die über die Ausgangsleitungen 32, 33 bzw. 34 einer Kanalwähleinrichtung 28 zugeleitet werden, welches eines der Empfängerausgangssignale wählt und seine Ausgangsleitung 35 zu einer dieses Signal verwertenden Einrichtung 30 letet.

Die Signalverwertungseinrichtung 30 kann einen Bildschirm, einen Lautsprecher (wie dargestellt) für Tonwiedergabe sowie Aufzeichnungsgeräte u.dgl. enthalten, um die empfangene Nachricht auf die gewünschte Art und Weise nutzbar zu machen. Die Signalverwertungseinrichtung kann, wie dargestellt, auch ein Mikrofon für Ton- oder Sprachübertragung, das über eine Leitung 31 mit dem Sender 23 verbunden ist, sowie einen Druckknopfschalter enthalten, der über eine Leitung 36 mit der Kanalwählvorrichtung 28 sowie über eine Leitung 42 mit dem Sender 23 verbunden ist. Die Leitung 31 führt das Tonfrequenzsignal; die Leitungen 36 und 42 führen das Sendekommandosignal.

Die Erfindung ist nicht nur zur Auswahl des Empfängers brauchbar, der den mit der besten Verständlichkeit arbeitenden Übertragungs-Empfangskanal darstellt, sondern kann auch eine Einrichtung zur Rückantwort auf dem vorher gewählten übertragungsweg, d.h. demjenigen übertragungsweg, der unmittelbar vor der Sendung das am besten verständliche Signal aufwies, bilden. In dem hier behandelten besonderen Falle ist dies gleichwertig mit der Auswahl des Relaissender, über den die

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unmittelbar vorher gesendete Nachricht empfangen wurde.

Dies geschieht in der Weise, dass das Ausgangssignal eines gewählten Kanals veranlasst wird, ein Kodesignal zu erzeugen, das für dieses Signal kennzeichnend ist und auf welches die entsprechende Relaisstation anspricht. Dieses Kodesignal, das nachstehend als "Senderwählkode" bezeichnet wird, wird durch die Ausgriagsleitungen 37, 38 und 39, von denen jede einem anderen Empfänger 24, 25 bzw. 26 zugeordnet ist, über das OR-Tor 40 und die Leitung ¹Il an den Sender 23 gelegt, Wo es mit dem Tonfrequenzsignal (Leitung 3D aus der Verwertungsvorrichtung 30 gemischt wird.

Wurde z.B. der Empfänger 24 als bester Kanal gewählt, so wird ein Senderwählkode an die Wählerausgangsleitung 37 gelegt und durch das OR-Tor 40 über die Leitung 41 zu dem Sender 23 geleitet. Der Sender sendet die Tonfrequenznachricht zusammen mit dem Senderwählerkode stets, wenn ein Sendekommando an der Ausgangsleitung 36 der Verwertungsvorrichtung vorhanden ist. Dieses Senderwählkodesignal wählt die Relaisstation 18 auf einer Trägerfrequenz f j. für die Weitersendung zum Sendeempfangsgerät 16 auf der Trägerfrequenz f_Q.

In Fig. 2 ist ein Blockschema des Kanalwählers 28 von Pig.l dargestellt. Der Kanalwähler 28 umfasst drei praktisch identische Kanäle, von denen jeder einen anderen Empfänger zugeordnet ist. Der Einfachheit halber sind die symbolischen Blöcke, welche für jeden Kanal die gleichen sind, mtt den gleichen Bezugszeichen, jeweils e^änzt durch eine Indexbezeichnung A, B oder C, versehen

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wobei die jeweilige Indexbezeichnung dem Wählerkanal A, B oder C. entspricht. Es versteht sich von selbst, dass dieses System mit drei Kanälen hier lediglich ein Beispiel sein soll und dass auch bedeutend mehr Kanäle verwendet werden können.

Die Empfängerausgangsleitung 32 des Kanals A ist mit eine« Kontakt eines normalerweise geschlossenen Schalters 59A verbunden, der durch ein Relais 58A gesteuert wird. In gleicher Welse sind die Empfängerausgangs leitung 33 des Kanals B und die EapfSngerausgangsleitung 3^ des Kanals C mit jeweils eine» Kontakt eines normalerweise geschlossenen Schalters 59B bzw. 59C verbunden, die durch Relais 58B bzw. 58C betätigt werden. Der andere Kontakt der Schalter 58A, 58B bzw. 58C ist jeweils mit einer geneinsaeen Kanalwählerausgangsleitung 35 verbunden. Auf dies« Welse werden sämtliche abgehenden Tonsignale, bevor eine Auswahl stattfindet, an die Verwertungseinrichtung 30 gelegt und es geht nichts won dem Informationsinahtl verloren. Statt relaisbetätigter Schalter können auch Festkörperschaltvorrichtungen oder Schaltervorrlehtungen nach Art aktiver Elemente verwendet werden.

Die Empfängerausgangsleitung 32 des Kanals A ist ausserde« mit einem Wählerkanal A verbunden, der in der festgelegten Reihenfolge ein Bandfilter 5OA, einen Sprachverstärker 51A, eine erste Sprachhüllkurvenwählschaltung (Demodulator) 52A, eine zweite Sprachhttllkurvenwählschaltung (Integrator) 53A and einen Vergleicher 5**A enthält. Das Ausgangs signal aus dem Verglelcher 54a wird über ein AND-Tor 55A an die Einstell- oder Steuerklemme eines bistabilen Multivibrators 56A gelegt, dessen untere

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Signalausgangsklemme wiederum über ein AND-Tor 57A an dem Relais 58A liegt. In gleicher Weise sind die Empfängerausgangsleitungen 33 und 34 der Kanäle B bzw. C mit Bandfiltern 5OB und 5OC, Sprachverstärkern 51B und 51C, Jeweils einer ersten Sprachhüllkurvenwählschaltung 52B bzw. 52C, einer zweiten Spraehhüllkurvenwählschaltung 53B bzw. 53C und Vergleichern 5*fB bzw. 5^C verbunden.

Die Ausgangssignale aus den Vergleichern 5^B bzw. 5¹JC werden über AND-Tore 55B, 55C an die Einstellklemmen bistabiler Multivibratoren 56B, 56C gelegt, deren jeweilige untere Ausgangsklemmen über AND-Tore 57B bzw. 56C mit Relais 58B bzw. 58C verbunden sind.

Von einer Bezugsspannungsquelle 65 führen parallele Ausgangsleitungen 81 zu Vergleichern 5¹JA, 5^B und 5¹JC. Die oberen Ausgangsklemmen der bistabilen Multivibratoren 56A, 56B, 56C sind über ein OR-Tor 66 und eine Leitung 83 zu AND-Toren 57A, 57B, 57c geführt; ferner sind sie über eine Leitung 80 und den Wechselrichter oder Inverter 67 über die Leitung 82 zu AND-Toren 55A, 55B und 55C geführt. Schliesslich ist die Leitung 80 noch mit jeweils der zweiten Wählschaltung 53A, 53B, 53C verbunden, um ein Untfcrdrückungssignal (squelch signal) zu bilden, sowie zu der Einstellklemme eines monostabilen Multivibrators 70. Die untere Ausgangsklemme des Multivibrators 70 ist mit einem AND-Tor 68 verbunden, dessen Ausgangsleitung 8¹I zu einem Impulsgenerator 90 führt. Die Ausgangsleitung 89 des Impulsgenerators 90 ist mit den freien Klemmen (clear terminals) der Multivibratoren 56A, 56B und 56c verbunden.

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Es ist ferner ein einpoliger Umschalter 72 vorgesehen, der

j einen Kontakt 85 für Empfang und einen Kontakt 87 für Sendung

besitzt und durch ein Relais 71 betätigt wird. Der Schalter liegt normalerweise in der Empfangsstellung; sein Mittelkontakt ist mit eirir Bezugsspannung verbunden, welche logisch richtig (logic true) ist. Der Empfangskontakt 85 des Schalters 72 ist

. auch mit einem AND-Tor 68 verbunden, während der Sendekontakt _t 87 an der freien Klemme des Multivibrators 70 und an den AND-Toren 6OA, 60B und 6OC liegt. Die jeweils andere Eingangsklemme dieser AND-Tore ist mit der entsprechenden oberen Ausgangsklemme der bistabilen Multivibratoren 56A, 56B und 56C verbunden.

Die Ausgangsleitungen aus den AND-Toren 60A, 6OB und 6OC sind jeweils mit Senderwählkodesignalgeneratoren 61A, 61B und 61C verbunden, welche das jeweilige Senderwählkodesignal auf den Ausgangsleitungen 37, 38 und 39 zur Anlegung an das OR-Tor *10 von Fig. 1 bilden.

' In Fig. 3 ist ein Schaltschema der Sprachhüllkurvenwählschaltungen 52 und 53 gezeigt, an welche das Ausgangssignal des Sprachverstärkers 51 angelegt wird und deren Ausgangssignal dem Vergleicher 5¹* zugeführt wird.

Das Netzwerk der Schaltung 52 enthält einen Eingangskondensator 100 in Reihenschaltung mit einer Diode 102 vor dem Eingang eines Verstärkers 105. Je ein Nebenschlussweg führt über eine Diode 101 und einen Kondensator 103. Diese Nebenechlusswege sind zu beidtn Seiten der Diode 102 abgezweigt und an eine Rückleitung 104 geführt. Ber Verstärker 105 ist ein Transistor mit einem

Belstungswiderstand 106. Statt eines solchen Verstärkers lassen sich auch andere Verstärkerausführungen verwenden.

Das Ausgangssignal aus dem Verstärker 105 der Schaltung 52 wird über die Leitung 99 an einen Kondensator 107 der Schaltung 53 gelegt, der in Reihe mit einer Diode 109 am Eingang eines zweistufigen Verstärkers 115 liegt, Die eine Stufe wird durch einen Transistor 101, die andere durch einen Transistor 102 gebildet. Je ein Nebenschlussweg führt über eine Diode 108 und " einen Kondensator 110; die Nebenschlusswege sind zu beiden Seiten der Diode 109 angeschlossen und mit der Rückleitung 104 verbunden. Durch die Widerstände 113 und UM wird eine Belastung der Transistoren 111 und 112 gebildet.

Die Netzwerke 52 und 53 haben je einen Eingangs- und einen Ausgangskreis in Form einer R-C-Schaltung mit einer Zeitkonstanten; sie spielen bei der praktischen Verwirklichung der Erfindung eine bedeutende Rolle. Die Netzwerke 52 und 53 können als Sprachhüllkurvendetektor und Integrator aufgefasst werden, j

wie nachstehend unter Zuhilfenahme von Pig. k erläutert werden soll.

Das Netzwerk 52 in Fig. ¹J ist gleichwertig der Reihenschaltung einer eine Zeitkonstante aufweisenden R-C-Schaltung 120, eines Spitzenspannungsdetektors 121, einer eine Zeitkonstante aufweisenden R-C-Schaltung 122 und eines Ausgangsverstärkers 123. In gleicher Weise ist das Netzwerk 53 gleichwertig der Reihenschaltung einer eine Zeitkonstante aufweisenden R-C-Schaltung 124, eines Spitzenspannungsdetektors 125, einer

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R-C-Bchaltung alt Seitkonttantt 116 «ad «in·· A«tf*n«rrtr- tttrktrt 127.

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Dia Blöcke dee Netzwerke» 53 haben Jeweils entsprechende Bedeutung: Der Auegangewideretand des Verstärkers 105, multipliziert mit der Kapazität des Kondensators 107, entspricht einer Zeltkonstanten Γ3; diese wird dargestellt durch den Block 124. Die Kondensatoren 107 und 110 zusammen mit den Dioden 108 und 109 bilden einen üblichen Spitzenspannungsdetektor, der durch den Block 125 dargestellt wird. Der Eingangswiderstand zum Verstärker 115, multipliziert mit der Kapazität des Kondensators 110, entspricht einer Zeitkonstanten Xk; sie wird durch den Block veranschaulicht.. Der Verstärker? 115 wird durch den Block 127 dargestellt. .., .

Das Netzwerk 52 wirkt als Sprachhüllkurvendetektor, der die Spracheigenschaft wiederherzustellen vermag, für welche

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und %2 die günstigsten Werte haben. Wenn das Ausgangssignal des Netzwerkes 52 an die Eingangsklemmen des Netzwerkes 53 gelegt wird, so wirkt letzteres als Integrator, der einen Spannungswert ergibt, welcher ein Mass für die Amplitude und Frequenz des unmittelbar letzten Verlaufs der eingegebenen Sprachhüllkurve darstellt. Praktisch kann der Integrator als eine Art Gedächtnisvorrichtung angesehen werden, da für normale, fortlaufende Sprachsignale am Eingang seine Ausgangsspannung zunimmt, wobei diese Zunahme für dasjenige Signal, welches das höchste Signal zu Rauschverhältnis hat, am grossten ist. Die richtige Auswahl der Zeitkonstanten T3 und Τ¹* ist äusserst wichtig für die Erhaltung dieses Ergebnisses.

Die in Flg. 5 gezeigten Signalwellenformen sind typische Beispiele der am Eingang und Ausgang der Netzwerke 52 und 53 auftretenden elektrischen Signale. Es sind drei den Verlauf der Spannung gegenüber der Zeit veranschaulichende Kurven 130, 150 und 170 gezeigt. Die Kurve 130 entspricht dem Ausgangssignal aus dem Sprachverstärker 51. Sie zeigt in der angegebenen Reihenfolge einen Teil 131, der einem Rauschsignal (bei Abwesenheit eines Sprachimpulses bzw. bei einer Sprachpause) entspricht, einen Teil 132, der einem Nachrichtensignal, insbesondere einem Sprachimpuls, entspricht, einen Teil 133, der einer Sprachpause mit Rauechkulisee entspricht, einen Teil 134, der wiederum einen Sprachimpuls entspricht, einen Teil 135» der einer Sprachpauae entspricht, einen Teil 136, der einem Sprachimpuls entspricht, einen Teil 137, der einer Sprachpause entspricht, und einen

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Teil 138, der einem Rauschen oder einem ähnlichen Signal, jedoch keinem Sprachsignal oder doch zumindest keinem üblichen Sprachsignal entspricht. Der Grund, weswegen der Teil 138 keinem Sprachsignal oder doch zumindest keinem üblichen Sprachsignal entspricht, liegt in dem Nicht^yrhandensein von Sprachpausen. Dies kann auf schlechte Sprachübertragung oder Sprache mit sehr starker Rauschkulisse oder anderweitige über- * lagerte Störungen zurückzuführen sein. In Jedem Falle entspricht das Kurvenstück 138 einem schlechten, unbrauchbaren Signal, woher es auch kommen mag.

Die allgemein mit 130 bezeichnete Kurve und speziell deren Teile 132, 13^ und 136 entsprechen irgendeiner Kombination von Tonfrequenzen In einem üblichen Bereich, etwa zwischen 200 und j 2000 Hz. Die Signalwellenform 138 kann einer Frequenz oder ; Frequenzkombination innerhalb des Durchlassbandes eines Kanalwählers entsprechen.

Wie bereits gesagt, wurde gefunden, dass Sprachmitteilungen abwechselnd Sprachimpulse und Sprachpausen enthalten, wie sie* durch die Kurvenstücke 132 und 133 angedeutet sind, die sich mit einer Periode T wiederholen. Innerhalb der Periode T nimmt der Sprachimpuls 132 einen Zeitabschnitt ΤΪ und die Sprachpause einen Zeitabschnitt T2 ein. Obgleich die relative Dauer von Tl und T2 zwischen den einzelnen Sprachhüllkurven schwankt, sind diese Schwankungen verhtltnlsattssig klein, so dass sie als konstant angesehen werden können.

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Diese beiden Annahmen sind berechtigt im Hinblick darauf, dass die Zeit T, eines Sprachimpulses mindestens 200-mal so gross ist wie die eines Tonfrequenzwellenzyklus. Kehrt man nun zur Signalwellenfprm 150 zurück, und zwar zu deren Teil 151, so zeigt sich, dass, die vordere Flanke des Sprachimpulses 132 , . einen Anstieg des Ausgangssignals aus dem Netzwerk 52 mit einer durch die Zeitkonstante Tl bestimmen Geschwindigkeit verursacht» Dies wird durch den Teil 152 der Kurve I50 angedeutet. Wie

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erinnerlich, ist Tl gleich dem Widerstand des Sprachverstärkers multipliziert mit der Kapazität des Kondensators 100. Dle^H8berlegung, welche die Auswahl von fl beherrscht, Ist die, dass das Ausgangssignal des Netzwerkes 52 seinen Grosstwert innerhalb des Zeitabschnittes T₁ erreichen soll. Für alle praktischen Zwecke wird dies dadurch erfüllt, dass Tl gleich oder kleiner als ein Drittel von T₁ gewählt wird. Das bedeutet, dass der Ausgangswiderstand des Sprachverstärkers 51 recht niedrig sein soll.

Eine zweite Überlegung ist, dass der Grösstwert der Ausgangs-, spannung des Netzwerkes 52 so hoch wie möglich sein soll, im Idealfalle gleich dem Betrag von Spitze zu Spitze des Sprachimpulssignals. Dies wiederum wird dadurch erreicht, dass das Verhältnis der Kapazitätswerte der Kondensatoren 100 und 103 gleich 1 gemacht wird.

Verständlicherweise stellt die Kurve 150 den Durchschnittswert der Ausgangsspannung dar. Diesem Durchschnittswert 1st die bekannte \ Wellung eines Spitzenspannungsdetektors überlagert. Nach Verstreichen eines Zeitintervalls, der gleich oder kleiner als das Dreifache von Tl ist, wird der Maximalwert praktisch erreicht, wie er durch den Teil 152 dargestellt wird. Dieser Maximalwert (in Volt) beträgt

e - e ?°

^eo " ^ein R + 2R₄„ (1)

ο in

worin

e_Q = durchschnittliche Auegangsspannung des Netzwerke 52

nach Verstreichen von 3-mal ,
90981 δ/06 09

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^ein ^{3 Betra}8 ^von Spits« zu Spitze des Sprachlmpulseingangs slgnala,

^Rin ^{s Aue}8ftne»wideretand des Sprachverstärkers 51, R₀ = Eingangiwideretand des Verstärkers 105.

Dies εzeigt, dass die Differenz zwischen seinem grossten und kleinsten Betrag und die Fähigkeit des Netzwerkes zur Wiederholung dieser Differenz bei Anwesenheit wiederholter Sprachimpuls-Sprachpausen-Eingangssignale das Mass für die Brauchbarkeit des Ausgangssignals aus dem Netzwerk 52 bilden. Eine Prüfung der Gleichung (1) ergibt, dass diese Differenz praktisch am grössten und dem Idealfall entsprechend ist, wenn R_1n = 0. Dies bildet einen weiteren Qrund dafür, den Ausgangswiderstand des Sprachverstärkers 51 niedrig zu halten.

Nach dem End· des Sprachteils 132 der Kurve 130 nimmt das Eingangssignal die durch das Kurvenstück 133 veranschaulichte Form an und verursacht eine Entaldung des Kondensators 103, deren Geschwindigkeit durch die Zeitkonstante Ϊ2 bestimmt wird, die, wie schon erwähnt, gleich der Kapazität des Kondensators 103,multipliziert mit dem Eingangswiderstand des Verstärken 105 ist. ^{Daa Aue}8^an8ssignal aus dem Netzwerk 52 während der Anlegung des Signalteils 133 wird durch den Teil 53 der Kurve 150 geββigt. Ändert sich das Eingangssignal, wie durch die Teile 13*, 135, 136 und 137 der Kurve 150 angedeutet, so Ändert sich das entsprechende Ausgangssignal aus dem Hetzwerk 52 so, wie es durch die entsprechenden Teile 15*, 155, 156 und 157 der Kurve 150 gezeigt wird.

BAD ORIGINAL

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Für ein Eingangssignal, wie es durch den Teil I38 der Kurve 130 gezeigt wird, wird das entsprechende Ausgangssignal durch den Teil 158 der Kurve 150 veranschaulicht. Die Wahl der Zeitkonstanten Xl ist abhängig von der Überlegung, dass sie kurz sein soll im Vergleich zur Sprachpause T₂ und lang im Vergleich zur längsten

Dauer der Tonfrequenzsignale in dem Sprachimpulsabschnitt. Diese

. _ T₃ Sekunden Bedingungen werden erfüllt durch die Wahl von X2 " ~— ifrm^ff.

Das Ausgangssignal aus der Wählschaltung 52, das durch die Kurve 150 veranschaulicht wird, wird an die Wählschaltung 53 gelegt, die, wie schon erläutert, eine integrierende Wirkung dadurch ausübt, dass sie ein Ausgangssignal bildet, das Im wesentlichen ein Gleichstrom 1st, dessen Grosse proportional der unmittelbar letzten und zur Zelt vorherrschenden Amplitude und Frequenz des Ausgangssignals aus dem Netzwerk 52 1st. Bei der Anlegung des Signalteiln 151 der Kurve 150 bildet das Netzwerk 53 kein Ausgangssignal, wie durch den Teil 171 der Kurve 170 veranschaulicht wird, weil das Ausgangssignal aus dem Netswerk 52 konstant bleibt. Wenn die Spannungeanplfttude des angelegten Signals ansteigt, vie es durch das Kurvenstück 152 angedeutet wird, wird der Kondensator 110 auf einen der grössten Amplitude des Kurven-Stückes 152 entsprechenden Spannungswert aufgeladen. Die Anste\lgsgesohwindlgkelt wird bestimmt durch ti und f3. Da diese beide sehr klein sind im Vergleich zu der Sprachhüllkurvenperiode ^T und da X~b wiederum sehr klein ist im Vergleich zu fl, kann Xh gleich TTl gewählt werden. Der Anste^Lg des Ausgangssignals wird durch den Kurvenabschnitt 172 dargestellt und folgt im wesentlichen "tfl.

BAD OR>C?NAL

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Wie schon erwähnt, 1st die Zeltkonstante X3 gleich der Kapazität des Kondensators 107, multipliziert mit dem Ausgangswiderstand des Gleichrichters 105.

Hat der Kurventeil 172 seinen Grösstwert am Punkt 173 erreicht, der das Ende des zunehmenden Teils von 152 markiert, so beginnt sich der Kondensator 110 mit einer durch die Zeitkonstante Xk bestimmten Geschwindigkeit zu entladen, wobeiXM gleich der Kapazität des Kondensators 110, multipliziert mit dem Eingangswiderstand des Ausgangsverstärkers 115, 1st, wie dies durch das Kurvenstück 174 veranschaulicht ist.

Die Zeltkonstante X§ wird so gewählt, dass sich der Kondensator nur bis zu einem vorbestimmten Bruchteil seiner grossten Spannung innerhalb des Zeltintervalls T entlädt, so das« beim Beginn des nächsten Zyklus der Kondensator 110 noch eine Spannung behält, wie sie durch den Punkt 175 der Kurve 170 bezeichnet wird. Dadurch bildet das Netzwerk 53 einen Speicher, der ein Mass für den unmittelbar zurückliegenden Verlauf des Spraehhüllkuryensignals liefert.

Während der zweiten Periode T, d.h. während die Signalteile 15*1 und 155 an das Netzwerk 53 angelegt werden, wird der Kondensator 110 zuerst, wie durch den Teil 156 gezeigt, auf einen neuen Grösstwert entsprechend dem Punkt 177 aufgeladen; danach beginnt seine Entladung entsprechenddem Kurvenstück 178. Am Ende der zweiten Periode T behält der Kondensator 110 eine Ladung entsprechend dem am Punkt 179 gezeigten Ladungepegel. ,.. ,,.... .,,,,;,. . ■ . ... , . :,-■,-.'".■>;.■

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Kondensator Während der dritten Periode lädt sich der feianjiJi 1.WItIt HO

auf, wenn der Signalteil 156 an das Netzwerk 53 gelegt wird, und seine Spannung nimmt zu, wie der Signalteil 180 erkennen lässt, bis sie einen wählbaren Bezugsspannungspegel erreicht,

die- durch die gestrichelte Linie 181 markiert ist. Dieser Pegel wird durch die Spannungsquelle 65 von Fig. 2 festgelegt, und der Punkt 182 bezeichnet diejenige Zeit, zu der das Ausgangssignal aus der Wählschaltung 53 gleich der Bezugsspannung aus der Spannungsquelle 65 ist; zu diesem Zeitpunkt bildet der Vergleicher 5I} ein Aus gangs signal. Der Teil I83 bezeichnet eine Abnahme des Ausgangssignals aus dem Netzwerk 53, die durch einen Unterdrückungsvorgang (squelch action) verursacht ist, der wiederum durch das Ausgangssignal aus dem Vergleicher 5¹* ausgelöst wird.

Die Nützlichkeit des Netzwerkes 53 lässt sich ermessen durch seine Fähigkeit, den in einer Sprachhüllkurve enthaltenen Informationsinhalt, der von dem Netzwerk 52 geliefert wird, in Form einer Spannung zu speichern, die in Abhängigkeit, und zwar in alleiniger Abhängigkeit von einer Folge von Sprachhüllkurveneingangssignalen grosser wird.

Der Teil 185 der Kurve 170 veranschaulicht das Ansprechen des Netzwerkes 53 auf jede andere Art von Eingabe statt einer Folge von Sprachhüllkurven. Der Teil 158 bildet das Ausgangssignal des Netzwerkes 53 ab und kann entweder einen abnormal langen Sprachimpule oder ein verlängertes Störgertuieh «4·γ , einen Sprachimpule ohne Sprachpause darstellen. Wn auch inaer ihre Natur oder ihr Ursprung sein mag, das Ansprechen d·· \

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Netzwerkes 53 besteht, wie durch das Kurvenstück 185 gezeigt wird, zunächst In einem Anstaig, auf den ein Abfall nach einer Exponentialkurve folgt. Mit anderen Worten: Irgendeine Eingabe, welche nicht die zu einer Sprachhüllkurve gehörende Charakteristik besitzt, 1st nicht In der Lage, ein Ausgangssignal von Bedeutung aus dem Netzwerk 53 hervorzubringen.

Die Eigentümlichkeit eines allmählichen Aufbaues in Abhängigkeit von der richtigen Eingabe kommt dadurch zustande, dass die maximale Amplitude Jedes Spannungsantiegs 172, 176 und 180 in dem Kurvenstück 170 überwacht und mit der durch die Kurvenstücke 17^ und I78 veranschaulichten Geschwindigkeit des Abfallens koordiniert wird. Die maximale Amplitude jedes Spannungsanstiegs wird gesteuert oder überwacht durch das Kapazitätsverhältnis der Kondensatoren 107 und 110 in dem Netzwerk 53; C107 . ,

CIlO - j ist ein typisches Beispiel für ein derartiges Kapazitätsverhältnis.

Die Amplitude Jedes Spannungsanstiegs 172, I76 und 180 1st proportional dem Produkt aus der Amplitude des Eingangssignals, dem erwähnten Kapazitätsverhältnis und einem Paktor, der durch den vorhergehenden Pegel der Ausgangsspannung des Netzwerks 53 bestimmt wird.

Die Abfallgeschwindigkeit der Kurvenstücke 17¹* und 178 wiederum wird bestimmt durch Xk χ ein typischer Wert dieser Zeitkonstante liegt etwa zwischen der zweifachen und der fünffachen Dauer der Sprachhüllkurvenperiode T.

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Wenn das Ausgangssignal aus dem Netzwerk 53 den Bezugsspannungspegel, wie er durch die Bezugsspannungsquelle 65 festgelegt wird, erreicht, wird ein Wählsignal von dem Vergleicher 5k erzeugt. Sobald die ankommenden Tonsignale aus den verschiedenen Empföngern an die zugeordneten Sprachwählschaltungen angelegt werden, ist der Kanal, der ein Wählsignal bildet, derjenige, dessen Signal-Rauschverhältnis das höchste ist. Das ergibt sich unmittelbar daraus, dass das Ausgangssignal aus der Sprachwählschaltung der Differenz zwischen der Amplitude des Tonsignale, wie sie durch das Kurvenstück 132 veranschaulicht wird, und dem Rauschsignal, dem das Kurvenstück 131 entspricht, direkt proportional ist. Die Netzwerke 52 und 53 bilden daher eine Einrichtung zur Bestimmung des Signal-Rauschverhältnisses der ankommenden Signale wenigstens auf dem Wege des Vergleichs.

Die oben genannten Kriterien für die Auswahl von TTl,Ύ2, 1-3 und 1,4 gelten ganz allgemein und passen in gleicher Weise für die übertragung anderer Daten als Sprachsignale. Solange, allgemein gesprochen, die übertragenen Daten eine periodische Eigenschaft oder Charakteristik haben, erlaubt diese eine Demodulation und nachfolgende Integration, um eine Messgrösse für den unmittelbar zuletzt stattgefundenen Verlauf zu bilden, der als Mass für die Verständlichkeit oder das Signal-Rauschverhältnis dienen kann.

Der Spannungspegel aus der Bezugsspannungsquelle 65, wie ep durch die gestrichelte Linie I8I veranschaulicht wird, wird so gewählt, dass eine bestimmte Zahl aufeinanderfolgender Sprach-

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impulse und Sprachpausen erforderlich sind, bevor das Ausgangssignal aus der Wählschaltung 53 bis auf den Pegel der Bezugsspannung ansteigt. Wie in Fig. 5 gezeigt, wurde bei diesem Beispiel der Spannungspegel 181 so gewählt, dass drei aufeinanderfolgende Sprachimpulsperioden erforderlich sind, um die Ausgangsspannung der Wählschaltung auf einen Punkt oberhalb des Bezugsspannungspegels zu bringen. Stattdessen kann der Bezugsspannungspegel aber auch so bemessen werden, dass noch I mehr oder noch weniger aufeinanderfolgende Perioden für die Auslösung erforderlich sind.

Natürlich nimmt, wenn das Signal-Rauechverhältnis des Tonsignals kleiner wird, auch die durch jeden Sprachimpuls auf den Kondensator 110 gebrachte Ladung ab, und dementsprechend können mehr aufeinanderfolgende Sprachimpulse erforderlich sein, um die Ausgangsspannung der Wählschaltung auf den Bezugsspannungspegel anzuheben. Solange jedoch die Entladung während einer Periode nicht die bei einem Zyklus hinzugefügte Ladung übersteigt, wird * gegebenenfalls die Ausgangsspannung welter aufgebaut, um ein Wählsignal zu bilden. Während die durch eine Periode hinzugefügte Ladung von dem Signal-Rauschverhältnie abhängt, ist die Entladungegeschwindigkeit lediglich eine Funktion der ZeItkonstantenΤΊ

Die obige Erläuterung von Flg. 5 bezieht sich besonders auf die Auswahl eines Tonsignalkanals. Dieses Auswahlverfahren kann bei Jedem Signal benutzt werden, das, sei es verschlüsselt oder dem Signal selbst anhaftend, eine periodische Eigenschaft oder Charakteristik besitzt. Alles, was hierzu notwendig ist,

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ist die Auswahl der Zeitkonstanten Tl und %2 in solcher Weise, dass die Eigenschaft demoduliert wird, und die Auswahl der Zeitkonstanten T3 und Xk so, dass die aufeinanderfolgenden Hüllkurvenladungen die Ausgangsspannung solange vergrössern, wie das wiederhergestellte oder demodulierte Hüllkurvensignal ein brauchbares Empfangssignal anzeigt.

Im Betriebe und unter der Annahme, dass gerade der Sendebetrieb durch ein Sendeempfangsgerät, wie das Gerät 16 von Fig. 1 beginnt, wird das Nachrichtensignal auf eine Trägerfrequenz f_Q moduliert und an die Relaisstationen 18, 19 und zwecks Weitersendung auf Trägerfrequenzen f, , f~ und f, gesendet. Die Empfänger 2k, 25 und 26 sprechen auf jeweils eine dieser Trägerfrequenzen an und demodulieren diese, um die gesendete Nachricht wiederzugewinnen. Besteht das Nachrichtensignal aus Sprache, so sind die Ausgangssignale des Empfüngers Tonfrequenzsignale. Der Einfachheit halber werden diese Tonfrequenzsignale hier als Tonsignale der Kanäle A, B, C bezeichnet, die über die Leitungen 32, 33 bzw. 3k den verschiedenen Kanälen des Wählers 28 zugeführt werden.

Wie am besten aus Fig. 2 zu sehen ist, werden die Leitungen 32, 33 und 3k direkt über normalerweise geschlossene Schalter 59A, 59B und 59C an die Wählerausgangsleitung 35 gelegt, so dass vor Durchführung einer Wahl sämtliche Empfänger mit der Verwertungsvorrichtung 30 verbunden sind. Die Auswahl eines bestimmten Kanals erfolgt durch öffnen der Schalter 59 des nichtgewählten Kanals, während der Schalter des gewählten Kanals in seiner

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normalen, geschlossenen Stellung verbleibt. Auf diese Weise entsteht kein Verlust an empfangener Nachricht, bevor die Auswahl erfolgt.

Jedes Empfängertonsignal wird ausserdera an einen der Wählerkanäle gelegt, wo die Tonsignale durch übliche Bandfilter 5OA, 5OB und 5OC gefiltert werden, deren Prequenzbreite für Sprachübertragung etwa von 200 bis 2000 Hz reichen kann. Die gefilterten Tonsignale werden dann durch übliche Sprachverstärker 5IA, 5IB und 5IC verstärkt und an Sprachhüllkurvendemodulatorschaltungen 52A, 52B, 52C und Integratorschaltungen 53A, 53B und 53c gelegt. Da, wie angenommen werden kann, vor Durchführung einer Wahl die bistabilen Multivibratoren 56A, 56B und 56C sich alle in Freistellung befinden, wobei die obere Ausgangsklemme falsch oder unwirksam gemacht ist, wird kein wirkliches oder richtiges Signal durch das OR-Tor 66 durchgelassen, um die Netzwerke 53A, 53B und 53C zu behindern oder zu sperren. Dementsprechend bilden die Netzwerke 53A, 53B und 53C je ein Ausgangssignal, wie es in Verbindung mit der Kurve 170 von Fig. 5 gezeigt und erläutert ist.

Aus der Spannungsquelle 65 gelangt eine Bezugsspannung über die Leitung 81 an die Vergleicher 54A, 5¹JB und 54C. Sobald eines der Integrationsnetzwerke 53A, 53B und 53C eine Ausgangsspannung bildet, welche den Bezugsspannungspegel I8I erreicht oder überschreitet, bildet der Vergleicher 5¹» ein Kanalwählsignal auf seiner Ausgangsleitung. Wie schon erwähnt, ist vor der Einstellung Jedes Multivibrators 56 das Signal auf der Leitung 80 ein

fiOÖ8i6/O6ü6

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Fehlsignal. Der mit der Leitung 80 verbundene Wechselrichter 6j formt das Pehlsignal in ein Riehtig-Signal auf seiner Ausgangsleitung 82 um, welches die AND-Tore 55A, 55B und 55C zur Wirkung bringt.

Angenommen, dass der Vergleicher 5¹IA vor den anderen Vergleichern ein Kanalwählsignal bildet, so läuft dieses Wählsignal über das AND-Tor 55A, um den bistabilen Multivibrator 56A elnzustellen, der somit seine Richtig- und Fehlausgangssignale umkehrt und seine obere Klemme (high terminal) richtig (true) und seine untere Klemme (low terminal) falsch (false) werden lässt. Das richtige Ausgangssignal des Multivibrators 56A läuft durch das OR-Tor 66 und wird über die Leitung 83 an die AND-Tore 57A, 57B und 57C gelegt. Da die durch die Multivibratoren 56B und 56C an die AND-Tore 57B und 57C gelegten Signale gleichfalls richtig sind, bilden diese Tore ein RIchtig-Ausgangssignal, welches die Relais 58B und 58C erregt und dadurch die Schalter 59B und 59C öffnet, um den Empfünger B und den Empfänger C von der Kanalwählerausgangsleitung 35 abzuschalten, so dass eine Aue wahl erfolgt. Das über das OR-Tor 66 an das AND-Tor 57A gelegte Riehtig-Signal läuft nicht durch dieses AND-Tor, um das Relais 58A zu betätigen, da das durch den Multivibrator 56A gelieferte Signal nunmehr falsch, dh. ein Pehlsignal ist.

Das durch das OR-Tor 66 durchgelassene und an die Leitung gelegte RIchtig-Signal wird durch den Wechselrichter 67 in ein yehlsignal verwandelt und setzt die AND-Tore 55A, 55B und 55C auaser Wirkung; dadurch wird jedes anschllessend entwickelte

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Kanalwählsignal verhindert, die Kanalauswahl zu ändern. Mit anderen Worten, es sind keine weiteren Auswahlen möglich, bis die AND-Tore 55A, 55B und 55C erneut zur Wirkung gebracht werden. Das Richtig-Signal aus dem OR-Tor 66 wird auch dazu benutzt, die Schaltungen 53A, 53B und 53C über die Leitung 80 zu unterdrücken (to squelch), so dass die Integratorausgangsspannungen Null bleiben, bis eine neue Auswahl gewünscht wird.

Das Richtig-Signal aus dem OR-Tor 66 wird auch dazu benutzt, einen monostabilen Multivibrator 70 einzustellen, der eine Verzögerung, nachstehend Wahlverzögerung genannt, entsprechend dem zwischen Wäh¹ und Wiederwahl gewünschten Zeitintervall bewirkt. Die durch den Multivibrator 70 bewirkte Wahlverzögerung kann zwischen einigen Sekunden und einigen Minuten betragen; sie hängt ganz von dem übermittlungsvorgang und seinen Bedingungen ab.

In einem Bereich, beispielsweise^ in dem es eine grosse Zahl körperlicher Hindernisse gibt und die Nachrichtenübermittlung von sich schnell bewegenden Objekten ausgeht, ist eine kürzere Wahlverzögerung erwünscht, da ein übertragungsweg rascher gesperrt wird als in einem glatten, unbehinderten Bereich mit langsam beweglichen Objekten.

Der Betrieb des monostabilen Multivibrators 70 steht im Zusammenhang mit der Wirkung des Schalters 72. Der Schalter 72 kann zwangsläufig zusammen mit dem sogenannten Sendedruckknopf am Mikrofon der Bedienungsperson in der Verwertungsvorrichtung betätigt werden; er 1st in seiner Empfangsstellung gezeigt,

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welche dem Empfangsbetrieb der Empfängereinrichtung 14 entspricht.

Beim Empfangsbetrieb ist es erwünscht, dass der monostabile Multivibrator 70 nach Jeder Wahl eine bestimmte Verzögerung erzeugt und nach dieser Verzögerung ein Signal hervorbringt, um den Kanalwähler 28 für einen neuen Wählvorgang vorzubereiten. Ferner ist es erwünscht, dass eine Bedienungsperson, wenn sie auf eine eintreffende Nachricht antwortet, indem sie den Sendedruckknopf betätigt, während die Wahlverzögerung noch abläuft, über den vorher gewählten Kanal sendet, da auf diese Weise die für die Sendung günstigste Relaisstation benutzt wird. Um dies zu erreichen, muss der restliche Teil der Wahlverzögerung ausgelöscht und die Wahl solange aufrechterhalten werden, wie die Sendung dauert. Die Bedienungsperson behä£^L_ auf diese Weise den bestmöglichen Übermittlungsweg. Schliesslich ist es erwünscht, dass beim Ende der Sendung der Bedienungsperson, wenn der Schalter 72 in seine Empfangsstellung zurückkehrt, die Wahl unmittelbar gelöscht wird. Der Grund für die Löschung der Wahlverzögerung liegt darin, dass die Bedienungsperson unmittelbaren Kontakt tmötigt, um die Wahl solange aufrecht zu erhalten, wie die Sendung dauert und unmittelbar nach der Sendung eine sofortige Neuwahl einzuleiten.

Diesen Bedingungen entspricht die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung, bei der das Zurückstellen der Multlvibratoren 56 verhindert iet, wenn eich der Schalter 72 in der Sendestellung befindet, · und dit Multivibratoren zurückgestellt werden, sobald der Schalter 72 wieder in die Empfangsstellung gelangt.

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Wie bereits erläutert wurde, bewirkt ein Richtig-Signal aus dem OR-Tor 66 die Betätigung (Einstellung) des monostabilen Multivibrators 70 und zugleich die Einleitung einer Wahlverzögerung. Die untere Klemme des Multivibrators 70 ist nunmehr falsch und schliesst das AND-Tor 68. Nach Verstreichen der Wahlverzögerung wird die untere Klemme richtig und bewirkt die Eingabe eines Richtig-Signals in das AND-Tor 68. Da sich der Schalter 72 in seine Empfangsstellung befindet, liefert er auch ein Richtig-Signal zum Eingang des AND-Tors 68, das nun offen ist und einen Rückstellimpuls an alle MuIt!vibratoren 56 über den Impulsgenerator legt; dadurch wird der Multivibrator 56A zurückgestellt. Praktisch kann der Impulsgenerator so ausgebildet sein, dass er einen kurzen RückstellimpulB in Abhängigkeit von der vorderen Planke des Riehtig-SignalB bildet.

Durch das Zurückstellen des Multivibrators 56A wird das OR-Tor 66daau gebracht, ein Pehlsignal zu blden, das die AND-Tore 57B und 57C schliesst. Dies hat das Abfallen der Relais 58B und 58c zur Folge, so dass sich die Schalter 59B und 59C schlleseen. Durch das Fehlaignal aus dem OR-Tor 66 wird das Unterdrückungaeignal von den Netzwerken 53A, 53B und 53C weggenommen. Ferner wird durch den Wechselrichter 67 das Fehlsignal in ein Riehtig-Signtl umgewandelt, um di· AND-Tor· 55A, 55B und 55C zu Offnen. Dadurch wird dtr Wihltr fOr tint ntut Wahl vorbereitet.

Durch daa Drücken dta Stndtdruokknopfta leiten· dtr Btditnungaptraon wird tin Richtig*S|pal auf dit Ltitung 36 dta Rtlal·

ν- ■ .

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71 gegeben. Wurde beispielsweise der Kanal A gewählt und war

die Wahlverzögerung unmittelbar vor der Umschaltung des Schalters

72 von der Empfangs- in die Sendestellung wirksam, so erscheint ein RIchtig-SIgnal auf der Leitung 86 und stellt den monostabilen Multivibrator 70 zurück. Seine untere Klemme wird richtig und sucht das AND-Tor 68 zu öffnen, kann dies aber nicht wegen der Abwesenheit des erforderlichen zweiten Richtig-SIgnals am Eingang.

Inzwischen liefert der Schalter 72 ein Richtlg-Signal über die Leitung 88 zu den AND-Toren 6OA, 60B und 60C. Da der Kanal A gewählt wurde, sind nun zwei Richtlg-SIgnale am Eingang des AND-Tors 60A vorhanden. Dadurch wird das Tor 60 geöffnet und der Senderwählkode-Generator 61A zur Wirkung gebracht. Der Generator 6IA bildet das Senderwählkodeslgnal auf der Leitung 37, das über das OR-Tor ¹JO an den Sender 23 geleitet wird. Dieser wiederum leitet das Signal zu allen Relaisstationen und wählt eine davon in Abhängigkeit von dem Kode für die Weitersendung zum endgültigen Ziel.

Sobald die Bedienungsperson den Sendedruckknopf freigibt, erscheint ein Fehlsignal auf der Leitung 36 des Relais 71, das den Sehalter 72 In seine Empfangsstellung zurückkehren lässt und die Anlegung eines Richtlg-Signals an das AND-Tor 68 bewirkt. Da der Multivibrator 70 gleichfalls ein Richtig-Signal liefert, 1st das Tor geöffnet und wird ein Rückstelllapuls erseugt, der die vorherige Wahl auslöscht und den Kanalwähler 28 wieder In Bereitschaft für eine neue Wahl versetst.

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Es wird hier also ein Kanalwählsystem angegeben, das für eine wechselseitige Verbindung zwischen einem Mehrkanal-Hauptempfänger- und Sendersystem und einer Vielzahl beweglicher oder weitverstreuter Sendeempfangsgeräte Verwendung finden kann, die mit dem Hauptsystem durch eine Mehrzahl von Übertragungswegen verbunden sine. Das System wurde beschrieben am Beispiel der Auswahl eines Tonsignals anhand des Kriteriums, dass die durchschnittliche Sprachnachricht Sprachimpulse und Sprachpausen bei einer Frequenz von etwa 2 Hz umfasst; Jedoch kann die Erfindung auch in Verbindung mit dem Empfang anderer Arten von Daten benutzt werden, wobei die Empfangsqualität anhand eines beliebigen periodischen Kriteriums erkennbar gemacht und verglichen werden kann. .

So ist es z.B. bei ImpulsSendungen oder in Amplitudenmodulationssystemen nur erforderlich, dass die Trägerfrequenz nach einem periodischen Schema verschlüsselt wird, so dass die Amplitude, Frequenz oder Phase des ankommenden Signals in einen Gleichstrom umgeformt wird, der eine Anzeige der Amplitude der empfangenen ä Nachricht ermöglicht und umgekehrt proportional der mit dem Beginn des Empfangs begonnenen Zeitspanne ist. Auch hier wird die Auswahl aufgrund der Feststellung getroffen, welcher Kanal eine Ausgangsspannung liefert, die noch über einen willkürlich gewählten Bezugspegel hinausgeht. Dadurch wird zwar nicht gewährleistet, dass der gewählte Kanal eine hervorragend gute Sendung oder einen hervorragend guten Empfang der Nachricht ergibt, wohl aber wird gewährleistet, dass der gewählte Kanal der bestmögliche von allen verfügbaren Kanälen 1st.

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Z.B. kann bei Datenübertragungssystemen, die einen Impulszug benutzen, bei dem die Impulsbreite die Nachricht darstellt, der Raum zwischen aufeinanderfolgenden Nachrichtenimpulsen für die Kanalauswahl benutzt werden. Für ein solches Datenübertragungssystem entspricht der Nachrichtenimpuls dem Sprachimpuls, und der Raum zwischen aufeinander folgenden Nachrichtenimpulsen entspricht der Sprachpause. Der Umstand, dass der Nachrichtenimpuls eine veränderbare Breite aufweist, ist unwichtig, da alle ankommenden Impulszüge, abgesehen von ihrer Verständlichkeit, miteinander identisch sind.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich somit nicht auf die hier beschriebenen und dargestellten Einzelheiten. Es sind im einzelnen zahlreiche Weglassungen, Substitutionen und Änderungen möglich. Das Ausführungsbeispiel soll lediglich zur Erläuterung der Erfindung dienen.

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Claims (19)

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   Patentansprüche

   (1·, Verfahren zur selbsttätigen Auswahl des jeweils bestmöglichen Übertragungsweges für ein Nachrichtensignal, insbesondere Tonfrequenzsignal, zwischen einem Sender oder Sendeempfänger, mehreren die Übertragungswege bildenden Relaisstationen mit Je einem Sendeempfänger und einem Mehrkanal-Empfänger oder -Sendeempfänger eines Nachrichtensystems, dadurch gekennzeichnet, dass die über die verfügbaren verschiedenen Wege A, B, C) übertragenen Nachrichtensignale (130) vor ihrer Verarbeitung oder Verwertung in Bezug auf eine ihnen anhaftende Eigenschaft, beispielsweise eine ihnen überlagerte Frequenz, demoduliert werden, worauf die durch diese Demodulation gewonnenen Signalfrequenzen (150) integriert werden, so dass die integrierten Signale (170) je ein Mass oder Abbild der letzten Vorgeschichte des Verlaufs dieser auf den einzelnen Übertragungswegen gewonnenen überlagerten Frequenzen während der unmittelbar zurückliegenden Zeit darstellen, das-s dann die Amplitude der den einzelnen Übertragungswegen (A, B, C) zugeordneten int%grierten Signale mit einer gewählten Bezugsspannung (I8l) verglichen und dasjenige integrierte Signal bestimmt wird, dessen Amplitude zuerst den Wert der Bezugsspannung erreicht oder überschreitet, und dass das über denjenigen Nachrichtenkanal, der dem so bestimmten integrierten Signal zugeordnet ist, übertragene Nachrichtensignal für die weitere Verarbeitung verwendet wird.

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2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem zur Übertragung von z.B. Sprachsignalen dienenden Nachrichtensysteme« das dem Nachrichtensignal (130) anhaftende, durdfe die natürlichen Nachrichtenimpulse (132, 13¹J, 136) und Impulspausen (131, 133, 135, 137) gebildete Hüllkurvensignal (150), das beispielsweise bie Sprache eine Frequenz von etwa

   2 Hz aufweist, als die zu demodulierende und danach zu inter grierende Signalfrequenz benutzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die am Empfänger zu demodulierende und danach zu integrierende Signalfrequenz dem zu übertragenen Nachrichtensignal am Sender künstlich aufmoduliert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Demodulation einer periodisch wiederkehrenden Eigenschaft der Nachrichtensignale auf jedem Kanal eine den Amplitudenvergrösserungen der demodulierten Signale entsprechende Ladung in getrennten Speichervorrichtungen angesammelt und jeweils ein vorbestimmter Prozentsatz der so angesammelten Ladung mit einer Geschwindigkeit entweichen gelassen wird, die so gewählt ist, dass der Betrag des während des Zeitintervalls zwischen dem jeweiligen normalen Wiederauftreten der periodisch wiederkehrenden Eigenschaft entweichenden Ladungsteils kleiner ist als die bei einer normalen Amplitudenzunahme des demodulierten Signals gespeicherte Ladung, und dass die in Jeder Speichervorrichtung angesammelte Ladung ständig mit einer vorbestimmten Bezugsspannung verglichen und ein Wählsignal gebildet wird,

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   sobald eine gespeicherte Ladung die Bezugsladung erreicht oder übersteigt, worauf der Kanal, der das Wählsignal hervorgebracht hat, für den Anschluss an eine Verarbeitungs- oder Verwertungsvorrichtung ausgewählt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, dass bei Übertragung von Sprache als Nachrichtensignal die Geschwindigkeit des Entweichens der Ladung einer Zeitkonstewfon( von etwa 1 bis 2 Sekunden entspricht.
6. 6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche Ibis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Mehrkanal-Empfänger oder -Sendeempfänger (I¹I) für jeden Empfangskanal (A, B, C) eine Demodulationseinrichtung (52) zur Bildung eines der dem Nachrichtensignal anhaftenden Eigenschaft entsprechenden periodischen Signals und eine Integrationsvorrichtung (53) für dieses Signal, deren Speichersystem eine Entladungzeitkonstante ( T¹O hat, die grosser ist als eine Periode (T) der periodischen Eigenschaft, sowie ein Vergleicher (5¹I) in Reihe { angeordnet sind, der zum Vergleich des jeweiligen integrierten Signals mit einer gemeinsamen Bezugsspannung (65 bzw. 181) und zur Auswahl desjenigen Kanals dient, dessen Integrationssignal in seiner Amplitude als erstes die Bezugsspannung erreicht oder übersteigt, indem er ein diesem Kanal entsprechendes Kanalwählsignal bildet, und dass jeder Empfangskanal durch eine auf das Kanalwählsignal ansprechende Schaltvorrichtung (58, 59) mit einer für alle Kanäle gemeinsam vorgesehenen Verarbeitungsvorrichtung (30) kuppelbar ist.

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7. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladungszeitkonstante ( T¹O des Speichersystems der Integratbnsvorrichtung einstellbar ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Schaltungselemente am Eingang des Demodulators (52) bestimmte Zeitkonstante (Xl) kürzer ist als die Dauer eines Nachrichtensignalimpulses (T,) und die durch die Schaltungselemente am Ausgang des Demodulators bestimmte Zeitkonstante (T2) kürzer ist als die Dauer einer Nachrichtensignalpause (Tp).
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Schaltungselemente am Eingang der Integrationsvorrichtung (53) bestimmte Zeitkonstante ( T3) kürzer ist als die Dauer eines Nachrichtensignalimpulses (T,) und die durch die Schaltungselemente am Ausgang der Integrationsvorrichtung bestimmte Zeitkonstante ( t*3) länger ist als die Gesamtdauer eines Nachrichtensignalimpulses und einer Nachrichtensignalpause (T^
10. 10. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

    dass Jede Integrationsvorrichtung (53) durch eine auf das Kanalwählsignal ansprechende Unterdrückungsvorrichtung ausser Wirkung setzbar ist.
11. 11. Einrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine auf das Kanalwählsignal ansprechende Verzögerungsefciriehtung (70), die dazu dient, nach Verstreichen einer einstellbaren Zeitspanne nach dem Auftreten des Kanalwählsignals ein Signal für die erneute Wahl eines Kanals zu bilden, das dazu dient,

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    mittels der ünterdrückungsvorrichtung die Integrationsvorrichtung (53) ausser Wirkung zu setzen und sämtliche Empfängerkanäle (A, B, C) über die ihnen zugeordneten Schaltvorrichtungen (58, 59) an die Verarbeitungsvorrichtung (30) zu legen.
12. 12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauer des ünterdrückungssignals, an dessen Ende das Signal für eine erneute Kanalwahl gegeben wird, ebenfalls einstellbar ist.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für Sprachsignalübertragung das Demodulatornetzwerk (52) Zeitkonstanten für Abstieg und Abfall von weniger als 1/8 Sekunde und das Integratornetzwerk (53) eine Zeitkonstante für Anstieg von weniger als 1/8 Sekunde und eine für Abfall von mehr als 1 Sekunde hat.
14. 14. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalvorrichtung (59_A n\ normalerweise alle Empfängerkanäle mit der Verarbeitungsvorrichtung (30) verbindet und beim f Auftreten des Kanalwählsignals alle Empfängerkanäle bis auf den gewählten abtrennt,
15. 15. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine auf das Kanalwählsignal ansprechende Steuervorrichtung, welche dazu dient, das Unterdrückungssignal und eine vorbestimmte Zeit später das Kanalneuwahlsignal zu erzeugen und dass alle Integrationsvorrichtungen Unterdrückungsvorrichtungen enthalten, welche auf die beiden Signale in der Weise ansprechen, dass ausser Wirkung gesetzt bzw. zur Wirkung gebracht werden.

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16. 16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung sowohl des Senders als auch des Empfängers als Sendeempfänger die gleichen Übertragungswege für beide Sendevorrichtungen vorgesehen sind und der Rücksender bei und während seiner Einschaltung ein Haltesignal und bei seiner Ausschaltung ein weiteres Neuwahlsignal erzeugt, und dass eine Einrichtung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von dem Haltesignal die Anlegung des Unterdrückungssignals und des Neuwahlsignals an die ünterdrückungseinrichtung bzw. an die Schaltvorrichtung während des Vorhandenseins des Haltesignals verhindert, während das weitere Neuwahlsignal an die Schalteinrichtung gelegt wird, um alle Empfängerkanäle mit der Verarbeitungsvorrichtung zu verbinden.
17. 17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abfallzeitkonäcante der Integrationsvorrichtung so hoch gewählt ist, dass bei Empfang normaler Sprachsignale die Amplitudenabnahme zwischen zwei aufeinanderfolgenden Amplitudenänderungen infolge des Abfalles kleiner ist als die Amplitudenzunahme infolge der zweiten Amplitudenänderung.
18. 18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitkonstante an den Ausgangsklemmen der Integrationsvorrichtung grosser als 1 Sekunde ist.
19. 19. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ein- und Ausgangszeitkonstante Detektor oder Demodulatorvorrichtung und die Eingangszeitkonstante der Integrationsvor-

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    richtung kürzer als IM Sekunde und länger als 1/100 Sekunde und die Ausgangszeltkonstante der Integrationsvorrichtung grosser als 1 Sekunde und kürzer als 10 Sekunden sind.

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