DE1541534C1 - Stoerunempfindliches Nachrichten- bzw. Datenuebertragungssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Übertragungssystem für pulscodierte Nachrichten bzw. Daten mit innerhalb eines Hochfrequenzbandes wählbarem Übertragungskanal, der mehrere Basisbandkanäle enthält. Derartige sich Funkverbindungen bedienende Übertragungssysteme sollen gegen natürlich bedingte Störeinflüsse unempfindlich sein. Aufgabe der Erfindung ist es jedoch, solche Funkverbindungen, insbesondere Boden—Bordverbindungen, gegen gewollte Störungen abzusichern.

Eine genaue Voraussage über die Art der zu erwartenden Störungen im allgemeinen ist nicht möglich. Macht man jedoch die Annahme, daß ein Gegner detaillierte Kenntnisse von dem verwendeten Übertragungssystem besitzt, so lassen sich Aussagen darüber machen, wie er sich zweckmäßig verhalten wird, um mit seinen Maßnahmen den größten Erfolg zu erzielen. Die Störmaßnahmen können dabei in schmalbandigen und breitbandigen Rauschstörungen, Dauerstrichstörungen, in modulierten Störungen eines oder mehrerer Störsender im Übertragungskanal oder auf

steuerer (15) sowie eine Taststufe (12) der Endstufe 45 der Übertragungsfrequenz sowie in synchronisierten (11) des Senders steuert. oder unsynchronisierten Impulsstörungen im Übertra-

7. Übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß dem Datenimpulsspeicher (10) ein Verzögerungsglied (9) vorgeschaltet ist.

8. Übertragungssystem nach Anspruch 1

oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzsteuerer (15) einen Rasteroszillator (18) und einen Zuordner (14) für Modulatoren (16, 17) steuert, durch die die ebenfalls dem Zuordner zugeleiteten Speicherdatenwerte und die zusätzliche Frequenzinformation den jeweiligen Basisbandkanalfrequenzen auf moduliert werden.

9. Übertragungssystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß der Datenspeicher (10) ein seriengespeistes Schieberegister ist, von dem eine bestimmte Anzahl der letzten Stellen parallel auslesbar ist.

10. Übertragungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuordner (14) ein Klemmbrett ist, an das Ausgangsleitungen des Frequenzsteuergliedes (15) und des Datenspeichers (10) auswählbar anlegbar sind.

11. Übertragungssystem nach Anspruch 1, da-

gungskanal bestehen.

Um gezielte Störversuche unternehmen zu können, ist es für den Störer notwendig, sich Kenntnis von dem Frequenzbereich zu verschaffen, in dem das Übertragungssystem arbeitet. Er muß bestrebt sein, das von ihm belegte Frequenzband so schmal wie möglich zu machen, und er muß versuchen, die Frequenz des zu störenden Nachrichtensystems so genau wie möglich zu ermitteln. Dadurch kann es ihm gelingen, die Störwahrscheinlichkeit nahe an den Wert 1 zu bringen. Es ergibt sich, daß der Störer gegen ein mehrkanaliges Übertragungssystem »entsprechend viele Störsender einsetzen muß, wenn der Nachrichtenfluß erfolgreich unterbrochen werden soll.

Untersuchungen haben gezeigt, daß eine Erhöhung des Nutzpegels zwar eine Erweiterung der störungsfreien Zone verursacht, die Störsicherheit des Nachrichtenübertragungssystems dadurch jedoch nicht grundsätzlich verbessert wird. Die Erhöhung kommt nur dann voll zur Geltung, wenn sich der Störer mit einer groben Kenntnis des zu störenden Übertragungssystems begnügt und versucht, mit hoher Sendeleistung die

Empfänger des Systems zu blockieren. Bringt der Störer jedoch die Art der Nachrichtenübertragung möglichst detailliert in Erfahrung und richtet er sich mit seinen Maßnahmen danach aus, so bringt eine Erhöhung der Leistung des Nutzsenders nur einen geringen Gewinn. Die Erhöhung des Nutzpegels reicht daher allein nicht aus, um ein Nachrichtensystem störfest zu machen. Die Störwahrscheinlichkeit geht aber gegen den Wert 1, wenn es dem Störer gelingt, gerade nur das zur Übertragung benutzte Frequenzband mit synchronen Störsignalen ausreichender Leistung zu überdecken. Dazu benötigt der Störer unter anderem eine genaue Kenntnis der Aussendungen, die er sich im allgemeinen nur durch Messungen verschaffen kann. Diese Messungen erfordern Zeit und sind auch nicht beliebig schnell zu bewerkstelligen.

Eine sprunghafte Änderung der Übertragungsfrequenzen in genügend kurzer Zeit und in häufiger Folge ist deshalb ein wirksames Mittel zur Erhöhung der Störfestigkeit einer Nachrichtenübertragung.

Gemäß der Erfindung ist das neue Nachrichten- bzw. Datenübertragungssystem dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der einzelnen Kanäle zufallsstatistisch " erfolgt und der Sender auf jeden ausgewählten Kanal zusätzliche kodierte Information für die Einstellung des Empfängers auf die zeitlich nächstfolgend ausgewählten Kanäle gibt

Die Verwendung von sogenannten Zufallsgeneratoren ist zwar bei Radarsystemen bekannt. Hierbei befinden sich jedoch Sender und Empfänger am selben Ort, so daß das eigentliche Übertragungsproblem nicht berührt wird.

Geschieht die Frequenzänderung statistisch, so ist die Wahrscheinlichkeit, daß die Übertragung auf einer bestimmten Frequenz stattfindet, gegeben durch W= -, ^3;>

wenn η die Anzahl der möglichen Übertragungsfrequenzen des Systems ist. Gleichzeitig wird dem Störer die Möglichkeit genommen, zukünftige Übertragungsfrequenzen vorauszubestimmen und ihren Änderungen im Takt der Aussendungen zu folgen.

Das kürzeste Intervall zwischen zwei Frequenzsprüngen ist gegeben durch die Zeit, die für die Aussendung eines Nachrichtenbits zur Verfügung steht. Ändert man die Übertragungsfrequenz in dieser Weise, so ergibt sich, daß im Zeitmittel nur noch jeder n-te Nachrichtenimpuls gestört wird.

Ein rascher Wechsel der Übertragungsfrequenz bedingt, daß der Zeitpunkt für einen Wechsel sehr genau eingehalten werden muß. Die Information darüber wird infolgedessen nicht von einer Uhr abgeleitet, sondern gleichzeitig mit der Nachricht übertragen.

Wenn aber zusätzlich zur Nachricht und dem Takte auch noch die Information über die nächste zu verwendende Übertragungsfrequenz übermittelt werden muß, würde die weitere Übertragung der Nachricht nach einer erfolgreichen Störung unmöglich sein, weil sich auf Grund ihrer Statistik die Größe der Frequenzsprünge nicht vorhersagen läßt. Der Empfänger würde infolgedessen mindestens so lange für die Nachrichtenübertragung ausfallen, bis im Laufe der Zeit wieder einmal diejenige Übertragungsfrequenz benutzt wird, auf die er zuletzt abgestimmt war. Ein derartiger Störungsfall wird weitgehend ausgeschlossen, indem man nicht nur die Information über die nächstfolgende Übertragungsfrequenz überträgt, sondern noch diejenige über die dann folgenden.

Die Wahrscheinlichkeit, daß in diesem Falle eine Nachricht gestört wird, ist gegeben durch die Häufigkeit, mit der gleiche Übertragungsfrequenzen unmittelbar aufeinanderfolgen können, z. B. ist für den Fall von 16 statistisch ausgewählten Ereignissen (Übertragungsfrequenzen) die Wahrscheinlichkeit, daß drei hintereinanderfolgende Ereignisse gleich sind, nur noch 2,4 ■ ΙΟ-⁴. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Störer gerade auf dieser Frequenz arbeitet, ist gleich 1:16. Für die Übertragung von Nachrichtentelegrammen, z. B. mit einer Länge von 70 bits, bedeutet dies, daß durchschnittlich auf 1000 Telegramme ein gestörtes kommt.

Aus der Informationstheorie sind eine Vielzahl von Nachrichtenkodierungen bekannt, die die Korrektur eines verfälscht übertragenen Wortes durch Rekonstruktion ermöglichen. Die Kodierung geschieht dabei in der Weise, daß der Informationsfluß der Übertragung herabgesetzt und die dadurch frei werdende Kapazität des Übertragungskanals für Prüf- oder Korrekturzeichen verwendet wird. Gegen gezielte Störungen, die eine hohe Fehlerwahrscheinlichkeit bewußt erzielen wollen, sind die Verfahren einer redundanten Kodierung als einziges Mittel zur Erzielung einer störfesten Übertragung nicht vorteilhaft. Hier ist stets zu erwarten, daß die Fehlerwahrscheinlichkeit den Wert 0,5 überschreitet. Dagegen ist eine derartige Kodierung von Vorteil zur Erhöhung der Störfestigkeit in Verbindung mit den Maßnahmen nach der Erfindung.

Beispielsweise können neben der Verwendung von mehreren Übertragungskanälen, deren Verwendungsfolge statistisch ist, mehrere einander in der Nachricht folgende bits parallel übertragen werden (Erhöhung der Redundanz).

Die Wahrscheinlichkeit, daß ein Störer bereits frühzeitig eingehende Kenntnis über den Aufbau und die Wirkungsweise eines Systems durch seinen Nachrichtendienst erhält, ist hoch. Aber selbst wenn er auf diese Weise nicht zum Erfolge käme, wird es ihm im Ernstfalle möglich sein, ein unversehrtes Gerät in die Hand zu bekommen und zu analysieren. Es ist deshalb wichtig, daß das hier vorgeschlagene störungsfeste Nachrichtenübertragungssystem so leicht veränderbar konzipiert ist, daß seine Analyse dem Gegner nichts nützt. Im vorliegenden Fall gibt es zur schnellen und wirkungsvollen Änderung des Systems vorzugsweise die Möglichkeit:

1. Die Zuordnung von Übertragungsfrequenzen und Frequenzinformation ist prinzipiell beliebig; es gibt insgesamt 2¹⁶ mögliche Zuordnungen, wenn 16 Übertragungskanäle vorausgesetzt werden. Sie wird verabredet und kann kurzfristig gewechselt werden. Die Analyse einer einmaligen Kombination ist deshalb für den Gegner völlig wertlos.

2. Die Aufteilung der Kanäle im Basisband auf die zu übertragenden Nachrichtenbits und Frequenzinformationen ist ebenfalls willkürlich. Die Zahl der möglichen Zuordnungen ist hier 2^k entsprechend der Anzal Arder Basisbandkanäle. Auch hier können die Zuordnungen verabredet und kurzfristig geändert werden.

Jede dieser Änderungen läßt die ursprüngliche

Störfestigkeit des Systems unberührt.
Die Zeichnung stellt an Hand eines schematischen

Blockschemas ein Ausführungsbeispiel der Erfindung

dar. Es zeigt F i g. 1 ein Blockschaltschema der Gesamtanlage,
F i g. 2 ein Blockschaltschema des Senders und
F i g. 3 ein Blockschaltbild des Empfängers.

Das Übertragungssystem ist eine Funkverbindung im Frequenzbereich von z. B. 8000 MHz. Zur Nachrichtenübertragung dient jeweils ein Kanal mit einer Bandbreite von beispielsweise 10 MHz. Die Lage dieses Bandes, d.h. die Kanalmittenfrequenz, wird innerhalb des gerasterten Frequenzbereiches von Aussendung zu Aussendung in statistischer Weise geändert. Das Übertragungssystem kann aus einem Sendegerät und einer Reihe von Empfangsgeräten bestehen. Alle Empfangsgeräte stehen gleichzeitig mit dem Sendegerät in Verbindung. Parallel zu den Meldungen übermittelt das Sendegerät allen Empfängern Information über die Lage der nächsten, zur Übertragung vorgesehenen Kanäle. Das Umschalten auf die einzelnen Bänder geschieht im Sendegerät und in den Empfangsgeräten synchron im Takt der Aussendungen. Die Taktfrequenz kann einige kHz, das Tastverhältnis 1 :1 sein.

Zur Synchronisation der Empfänger mit dem Sender wird zu Beginn des Funkbetriebes eine Anzahl von »Leerbits« ausgesendet Ein solcher Vorlauf ist wegen der statistischen Natur der Frequenzauswahl notwen-■ dig, da die einzelnen Empfänger zu Beginn der Übertragung auf verschiedene Empfangsfrequenzen abgestimmt sein können. Die notwendige Länge des Vorlaufes ist abhängig von der Anzahl der verwendeten Übertragungskanäle und von der zu fordernden Sicherheit der Synchronisation. Eine 99%ige Sicherheit erfordert z. B. bei 16 möglichen Übertragungskanälen einen Vorlauf von etwa 74 Leerbits.

Die während des Vorlaufes anfallenden Nachrichtenelemente werden bis zu ihrer Aussendung gespeichert. Während des Vorlaufes werden in den Leertakten jedoch die Informationen über die nächsten zu benutzenden Übertragungsfrequenzen hintereinander ausgesendet.

Während eines Taktintervalls werden vom Sendegerät eine Reihe von Informationen ausgesendet, die in mehreren parallel betriebenen Basisbandkanälen enthalten sind. Pro Basisbandkanal wird ein Binärzeichen übertragen, wobei die Bedeutung eines Zeichens z. B. aus der verwendeten Frequenz im jeweiligen Kanal hervorgeht. Es kann jedoch auch Amplitudenmodulation für die Binärzeichen-Übertragung verwendet werden. Mittels der vorgesehenen Binärzeichen werden insgesamt mehrere, z. B. 8, Informationen übertragen: 3 in den Meldungen aufeinanderfolgender Nachrichtenbits, zu ihrer Übertragung werden drei der Basisbandkanäle benutzt, und 5 Informationsbits über aufeinanderfolgende Übertragungsfrequenzen. Sind die Frequenzinformationen aus je 4 Binärzeichen zusammengesetzt, so sind damit 16 Übertragungskanäle auswählbar.

Die Auswahl einer derartigen Informationsfolge hat den Sinn, die Störfestigkeit des Übertragungssystems so zu erhöhen, daß ein einzelner gegnerischer Störsender praktisch unwirksam bleibt. Jeder Nachrichtenbit wird dadurch nämlich mindestens dreimal jeweils auf verschiedenen Frequenzen übertragen, und jeder Teil einer Frequenzinformation entsprechend auf 5 verschiedene Sendefrequenzen.

Nach Fig. 1 nimmt eine Leitstelle 1 die zu übertragende Information auf und leitet sie an ein digitales Datensendegerät 2 weiter. Die Ausgangsimpulse dieses Gerätes werden über eine Fernmeldeverbindung der Funkstelle 3 zugeführt.

In einem Telegraphieumsetzgerät 3a der Funksendestelle wird die auf der Fernmeldeverbindung benutzte Telegraphie, z. B. Zwei-Strom-Telegraphie, umgesetzt 3/ strahlt die modulierte Die Sendeantenne besitzt

in eine Impulsfolge zur Funkübertragung. Im Frequenzsteuergerät 3b wird nach einem statistischen Auswahlverfahren eine Betriebsfrequenz für die Funkübertragung ausgewählt. Zur Übertragung einer binären Information aus dem Datensendegerät 2 wird jeweils eine neue Sendefrequenz verwendet Zur Übertragung der Information aus dem Datensendegerät 2 und dem Frequenzsteuergerät 3b über das Funksendegerät 3c dient der Senderverteiler 3d. In einem Sendefrequenzspeicher 3e wird die zukünftige Sendefrequenz gespeichert, bis die Funkübertragung auf der in Betrieb befindlichen Sendefrequenz beendet ist Dann schaltet das Funksendegerät 3c auf die neu verabredete Sendefrequenz um.
Die Funksendeantenne
Hochfrequenzenergie ab.
Rundstrahlcharakteristik.

Über die Funkempfangsantenne 4a der Funkempfangsstelle 4 gelangt die Ausstrahlung der Funksendestelle 3 an das Funkempfangsgerät 4b. Nach der Demodulation wird über den Empfangsverteiler 4c die ankommende Information sowohl an das Frequenzsteuerempfangsgerät 4g? als auch an das Telegraphieumsetzgerät 4e geleitet

Das Ausgangssignal des Telegraphieumsetzgerätes 4e gleicht dem Eingangssignal des Telegraphieumsetzgerätes 3a der Funksendestelle 3. Die Funkübertragung wirkt daher wie eine Fernmeldeverbindung zwischen dem digitalen Datensendegerät 2 und einem an den Telegraphieumsetzer 4e angeschlossenen digitalen Datenempfangsgerät 5.

Das Frequenzsteuerempfangsgerät 4d steuert das Funkempfangsgerät 4b auf die verabredete neue Empfangsfrequenz nach beendeter Übertragung. Zur Wirkungsweise der Sendestelle wird auf Fig.2 Bezug genommen. Die zu übertragenden Telegraphiezeichen werden in einem Telegraphie-Umsetzer 6 in geeignete Impulse verwandelt. Sein Ausgang liefert eine Folge positiver Impulse (1) und negativer Impulse (0), die in ein Verzögerungsglied 9 eingespeist werden. Ein zweiter Ausgang liefert eine Folge positiver Impulse zur Schaltung und Synchronisation eines Taktgenerators 7. Der Taktgenerator 7 wird von einem Zeitschalter 8 eingeschaltet und abgeschaltet, wenn die Nachrichtenübertragung für mehrere ms unterbrochen wird. Die Schaltstellung von 8 ist bestimmt durch die Impulsfolge aus 6, deren Dauer durch die Zeit der Nachrichtenübertragung gegeben ist. Nach Beendigung der Nachrichteneingabe in 6 erfolgt die Abschaltung des Taktgenerators so 7 um mehrere ms verzögert. Die Dauer der Verzögerung entspricht der Vorlaufzeit, die für die Synchronisation der Empfänger vorgesehen ist

Die Nachrichtenimpulse aus 6 werden über ein Verzögerungsglied 9 in einen Vorlaufspeicher 10 eingeschrieben. Der Vorlaufspeicher besteht im wesentlichen aus einem Schieberegister, in das in Serie eingeschrieben wird und aus dem z. B. die letzten drei Stellen (Stufen) parallel ausgelesen werden. Der Vorlauf des Speichers beträgt mehr als 100 bit, der Verschiebetakt wird vom Taktgenerator 7 bestimmt

Die Ausgängssignale des Taktgenerators 7 dienen zur Auftastung der Leistungsverstärkerendstufe 11, wobei die Hochspannung des Netzgerätes 12 entsprechend getastet wird. Die Taktimpulse aus 7 werden darüber hinaus in einem Verzögerungsglied 13 verzögert und synchronisieren dann den Vorlaufspeicher 10 und einen Frequenzsteuerer 15. Das Verzögerungsglied 13 speichert die vom Taktgenerator 7 gelieferten Impulse für

die Zeit, die die Endstufe 11 des Leistungsverstärkers für den Einschwingvorgang bei der Tastung benötigt. Die notwendige Speicherzeit ist kürzer als für das Verzögerungsglied 9. Infolgedessen wird hier eine Laufzeitkette verwendet.

Der Vorlauf speicher 10 ermöglicht die zur Synchronisation der Empfänger vorgesehene Aussendung von mehr als 100 Leerbits und speichert die inzwischen von 6 abgegebenen Nachrichtenbits.

Der Speicher 10 ist ein Schieberegister mit einer der Anzahl der Leerbits entsprechenden Kapazität. Er kann z. B. aus geeignet hintereinandergeschalteten bistabilen Kippstufen bestehen. Die anfallenden Nachrichtenbits werden nacheinander in das Register eingeschrieben und rücken dort im Takt der Aussendungen immer um eine Stelle weiter. Die letzten drei Stellen im Register werden parallel nichtlöschend ausgelesen und ihr Inhalt an einen Kodierer 14 weitergegeben. In den Kodierer 14 werden ebenfalls Informationsbits für mehrere aufeinanderfolgende Übertragungsfrequenzen eingegeben, so daß die am Ausgang 14' abgegebenen Signale in einen Telegraphieumsetzer 16 gleichzeitig in einer Reihe von Festfrequenzen umwandelbar sind, deren Vorhandensein oder Lage innerhalb der Basisbitkanäle durch die Binärinformationen aus dem Kodierer 14 bestimmt ist. Statt des beschriebenen Kodierers kann auch ein Zuordner in Form eines »Klemmbretts« benutzt werden. Hierbei wird die Zuordnung bzw. die Kodierung entsprechend verabredet.

Der Frequenzsteuerer 15 verfügt z.B. über eine Auswahl von 16 Fernsteuersignalen entsprechend 16 verschiedenen möglichen Übertragungsfrequenzen. Die Fernsteuersignale werden in statistischer Reihenfolge geliefert Das Auslesen der Signale wird vom Taktgenerator 7 gesteuert Der Frequenzsteuerer 13 erzeugt somit eine statistische Folge von Steuersignalen, durch die die im Verlauf einer Übertragung verwendeten Sendefrequenzen bestimmt werden. Er läßt sich z.B. realisieren durch einen Rauschgenerator G, dessen Ausgangsspannung sich statistisch in einem vorgegebenen Bereich ändert, einen Amplitudendiskriminator und einen Speicher Sp für Binärzeichen, aus denen die benötigten Frequenzinformationen und Steuerbefehle ausgelesen werden. Die Ausgangsspannung des Diskriminators liegt symmetrisch zum Spannungsnullpunkt und wird im Takt der Aussendungen abgetastet Das Meßergebnis wird anschließend als Binärzeichen in den Speicher Sp in Reihe eingeschrieben.

Der Speicher Sp ist ein Schieberegister mit einer Kapazität von beispielsweise 7 bits. Der Inhalt der Speicherplätze wird mehrfach parallel und nichtlöschend ausgelesen und zu einem Steuerbefehl und mehreren Frequenzinformationen zusammengefaßt. Die Kombination geschieht z. B. so, daß der Inhalt der Speicherplätze 4,5 und 6 und 7 den Steuerbefehl für die Übertragungsfrequenz, der Inhalt der Speicherplätze 3, 4, 5, 6 und 2, 3, 4, 5 sowie 1, 2, 3, 4 jeweils eine Information über die nächsten Übertragungsfrequenzen darstellen.

Der Kodierer oder Zuordner 14 wandelt die Frequenzinformationen aus dem Frequenzsteuerer 15 und die Nachrichtenbits aus dem Vorlaufspeicher 10 in geeigneter Weise um und bestimmt die zur Zeichenübertragung zu verwendenden Frequenzen des Basisbandes.

Der Kodierer 14 kann z. B. aus einer Reihe von Kippschaltungen aufgebaut sein, deren Ausgangsspannung die Modulationsfrequenzen in den Kanälen des Basisbandes bestimmen. Die Eingänge des Kodierers sind den Ausgängen des Frequenzsteuerers 15 und den Ausgängen des Vorlaufspeichers 10 einzeln zugeordnet.

Abgesehen von dieser Einteilung ist die Zuordnung im einzelnen beliebig und kann nach Bedarf geändert werden. Wie erwähnt, kann auch eine Steckverbindung nach Art eines Klemmbretts als Zuordner benutzt werden.

Mit den aus dem Telegraphiemodulator 16 herrührenden und vorher entsprechend ausgewählten Festfrequenzen wird in einem ersten Modulator 17 ein Oszillator frequenzmoduliert. Dieser Oszillator hat z. B. eine Mittenfrequenz von 200MHz. Der Frequenzhub des Oszillators ist auf etwa 1 MHz begrenzt Dieser Modulator 17 enthält einen Oszillator, dessen Frequenz mittels Kapazitätsdioden oder einer variablen Induktivität steuerbar ist, dessen Mittenfrequenz jedoch auf etwa 10~⁵ stabilisiert ist. Zu diesem Zweck kann z. B. eine Diskriminatorschaltung mit nachgeschaltetem Tiefpaßfilter verwendet werden. Die Grenzfrequenz des Filters liegt wesentlich tiefer als die niedrigste Modulationsfrequenz des Übertragungssystems.

Vom Frequenzsteuerer 15 wird ein steuerbarer Oszillator 18 angesteuert, der quarzstabilisiert wahlweise mit einer von z. B. 16 Frequenzen schwingt. Es kann aber auch ein entsprechend ansteuerbarer Rasteroszillator verwendet werden.

In den Pausen der Übertragung wird der Oszillator 18 mit dem Taktimpuls umgesteuert.

Die Ausgänge von 17 und 18 werden in einem zweiten Modulator 19 entkoppelt gemischt und das gewünschte Mischprodukt durch ein Bandpaßfilter 20 ausgesiebt, dessen Bandbreite etwa 20MHz beträgt. Die für die Aussiebung unerwünschter Mischprodukte erforderliehe Weitabselektion des Filters kann durch die Verwendung von 4 gekoppelten Schwingkreisen erreicht werden.

Die an 20 auftretende Ausgangsspannung wird in einem Vervielfacher 21 vervielfacht, so daß die Sendefrequenz beispielsweise im Bereich von etwa 8000MHz liegt. Das Sendesignal wird daraufhin im Leistungsverstärker 11 verstärkt. Die Stromversorgung und Tastung des Leistungsverstärkers 11 erfolgt, wie erwähnt, aus dem Netzgerät 12. Diesem werden darüber hinaus auch die stabilisierten Speisespannungen für die übrigen Einheiten des Sendegerätes entnommen.

Die Antenne 3/ des Sendegerätes ist vertikal polarisiert und besitzt Rundstrahlcharakteristik.
Die Aussendungen des Funksenders werden von der

so Antenne 4a des in Fig.3 schematisch dargestellten Empfangsgerätes aufgenommen, deren Diagramm weitgehend isotrop ist

Das Empfangssignal gelangt über ein steuerbares Dämpfungsglied 22 und ein steuerbares Eingangsfilter 23 in einen Mischer 24. Das steuerbare Dämpfungsglied 22 im Empfängereingang besitzt eine zwischen den Werten 0,5 db und 20 db einstellbare Dämpfung. Es entspricht in seinem Aufbau einem Diodenmodulator, dessen Zwischenschaltdämpfung eine Funktion der Diodenvorspannung ist. Die Steuerspannung des Dämpfungsgliedes wird bestimmt von dem Ausgangspegel eines Zwischenfrequenzverstärkers 27 und im Regel- und Steuerverstärker 28 erzeugt. Die Pegelverhältnisse im Empfänger sind dadurch im Zeitmittel konstant und erlauben eine optimale Dimensionierung der Schaltungen.

Das Eingangsfilter 23, dessen Bandbreite etwa 15 MHz beträgt, ist abstimmbar, wobei die Mittenfre-

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quenz des Durchlaßbereiches mit der jeweils benutzten Übertragungsfrequenz des Systems übereinstimmt. Die Abstimmung geschieht elektrisch z.B. mit Hilfe von magnetisieren Ferriten oder entsprechend vorgespannten Halbleiterdioden und wird von einem Frequenzsteuerglied 34 gesteuert. Eine Regelung sorgt dafür, daß der von den Steuersignalen bestimmte Soll-Wert der Filtermittenfrequenz unabhängig von Umwelteinflüssen, z. B. der Temperatur, wird.

Im Mischer 24 wird das Empfangssignal mit dem Ausgang eines steuerbaren Überlagerungsoszillators 25 gemischt und die gewünschte Zwischenfrequenz von einem Zwischenfrequenzfilter 26 ausgesiebt Seine Bandbreite ist 15 MHz. Der Zwischenfrequenzverstärker 27 ist breitbandig und besitzt Bandpaßeigenschaften. Seine Verstärkercharakteristik ist linear. Der Regel- und Steuerverstärker 28, der außerdem eine Steuerspannung für das Dämpfungsglied 22 und Taktimpulse für einen Taktgenerator 29 liefert, hält den Ausgangspegel des Zwischenfrequenzverstärkers 27 konstant.

Wegen der zu fordernden hohen Einstellgenauigkeit und aus Platzgründen dürfte eine Synthese der Übertragungsfrequenz aus der Frequenz eines Quarzoszillators und der Frequenz eines stabilisierten Oszillators im GHZ-Bereich ein günstiges Vervielfacherprinzip sein. Jedoch sind auch einstellbare Rasterempfänger anwendbar.

Das Ausgangssignal des Regelverstärkers 28 gelangt über einen ersten Demodulator 30 in einen Telegraphiedemodulator 31. An seinem Ausgang stehen die Signale Ei...E_n aus den Kanälen des Basisbandes gleichzeitig für die Verarbeitung in einem Dekodierer 32 zur Verfügung. In dem Telegraphiedemodulator 31 werden die übertragenen Zeichen aus den Frequenzen des Basisbandes zurückgewonnen. Der Demodulator besteht beispielsweise zu diesem Zweck bei Frequenzumtastmodulation aus parallelgeschalteten Diskriminatoren, deren Mittenfrequenzen jeweils der mittleren Frequenz eines Übertragungskanals im Basisband entsprechen. Die Ausgangsspannungen des Modulators sind je nach übertragenen Zeichen positiv (1) oder negativ (0) gegenüber einer Referenzspannung.

Der erste Demodulator 30 ist im wesentlichen ein Diskriminator, an dessen Ausgang die Zeichenfrequenzen der Basisbandkanäle abgegriffen und breitbandig verstärkt werden. Die Linearität sowohl des Diskriminators als auch des nachgeschalteten Verstärkers ist hoch, um Intermodulation bzw. Zeichenverfälschungen weitgehend auszuschließen.

In einem Dekodierer oder Zuordner 32 — dem Gegenstück zum Zuordner oder Kodierer 14 im Sender — werden die Ausgangsspannungen des Telegraphiedemodulators 31 entsprechend dem verwendeten Kode kombiniert und in die jeweiligen Nachrichtenbits oder Frequenzinformationen zurückverwandelt. Am Ausgang des Dekodierers 32 stehen dann entsprechend Nachrichtenbits und Frequenzinformationen zur Verfügung. Jedes dieser Nachrichtenbits entsteht durch Kombination von z. B. drei nacheinander übertragenen Zeichen gleicher Bedeutung. Durch diese Redundanz ist Fehlererkennung und Korrektur eines falsch übertragenen Zeichens möglich. Die Fehlererkennung und -korrektur kann mit Hilfe einer einfachen logischen Verknüpfung, die einen Summentest durchführt, erfolgen. Auch hier kann ein Zuordner in Form eines Klemmbretts benutzt werden, dessen Anschlüsse vorher verabredet oder bestimmt werden.

Ein von einem Taktimpulsgenerator 29 angesteuerter Speicher 33 speichert die dekodierten Impulse getrennt nach Nachrichten und Steuerbefehlen für den Frequenzsteuerer 34 ein. Der Taktimpulsgenerator 29 wird seinerseits aus dem Regelverstärker 28 synchronisiert.

Der Frequenzsteuerer 34 bewirkt die Umschaltung des Überlagerungsoszillators 25 und des steuerbaren Eingangsfilters 23. Die Umschaltung erfolgt in den Pausen der Übertragung.

Der Speicher 33 besteht aus zwei getrennten Registern, von denen eines den übertragenen Nachrichten, das andere den Frequenzinformationen zugeordnet ist Das Register für die Nachrichtenbits ist ein mehrstelliges Schieberegister, in das die übertragenen bits parallel eingeschrieben werden. Das Auslesen des Registers geschieht in Serie, so daß pro Übertragungstakt ein Nachrichtenbit zur Verfügung steht. Wegen der gewählten Mehrfach-Übertragung eines jeden Nachrichtenbits ergibt sich dabei die Möglichkeit, ein vom Dekodierer als falsch erkanntes bit zu korrigieren. Das Register für die Frequenzinformation besitzt z.B. 8 Speicherplätze, in die parallel z. B. in Fünfergruppen eingelesen wird. Die Speicherplätze 1, 2, 3 und 4 sind dabei der Information über die nächste Übertragungsfrequenz zugeordnet. Die Plätze 2, 3, 4, 5 und 3, 4,5, 6 und so weiter bis 5, 6, 7, 8 werden sinngemäß belegt. Infolge der Mehrfachübertragung der einzelnen Informationsbits ist auch hier der Ersatz der vom Dekodierer als falsch erkannten Bits möglich.

Ein Telegraphieumsetzer 35 wandelt die Folge der empfangenen Nachrichtenbits in die Meldungen um, deren Übertragung gefordert war.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Übertragungssystem für pulscodierte Nachrichten bzw. Daten mit innerhalb eines Hochfrequenzbandes wählbarem Übertragungskanal, der mehrere Basisbandkanäle enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der einzelnen Übertragungskanäle zufallsstatistisch erfolgt und der Sender innerhalb jedes ausgewählten Übertragungskanals zusätzliche Information für die Einstellung des Empfängers auf die zeitlich nächstfolgend ausgewählten Übertragungskanäle gibt.

   2. Nachrichtenübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur zufallsstatistischen Übertragungskanalauswahl ein Rauschgenerator (6) dient, dessen Spannung taktartig in speicherbare Impulsfolgen umgewandelt ist, die den Übertragungskanälen zugeordnet und als Zusatzinformation nach Modulation (13,17) und Demodulation (30, 31) einem Speicherregister (33) des Empfängers zugeleitet sind, das nach Auslesung die jeweils beim Empfänger einzustellende Übertragungskanalfrequenz im voraus bestimmt

   3. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulation der Basisbandkanäle eine Frequenzumtastmodulation vorgesehen ist, bei der den Frequenzen der Trägerschwingungen diskrete Werte des verwendeten Kode zugeordnet sind.

   4. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Modulation eine Phasenumtastmodulation vorgesehen ist, bei der den Phasenlagen der Trägerschwingungen diskrete Werte des verwendeten Kode zugeordnet sind.

   5. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zu übertragenden Kode eine Amplitudenmodulation der Trägerfrequenzschwingung zugeordnet ist

   6. Übertragungssystem nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet daß im Sender ein synchronischer Taktgeber (7) vorgesehen ist, der über ein Verzögerungsglied (17) einen Datenimpulsspeicher (10) und den Frequenzdurch gekennzeichnet, daß im Empfänger ein Rasteroszillator (25) vorgesehen ist, der durch das dekodierte und gespeicherte Demodulationsprodukt über ein Frequenzsteuerglied (34) einstellbar ist, das ebenfalls ein Empfängereingangsfilter (23) umsteuert.

   12. Übertragungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Demodulator (31) ein Zuordner (32) vorgesehen ist, dessen Ausgänge an einem Speicherregister (33) und einen Taktimpulsgenerator (29) angeschlossen sind, der über einen Regelverstärker (28) vor dem ersten Demodulator (30) synchronisiert ist.

   13. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Regelverstärker mit einem Eingangsdämpfungsglied (22) verbunden ist.

   14. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Übertragungsfunktion der Empfängereingangsfilter durch eine Regelung stabilisiert ist.