DE1591206B2 - - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum w zyklischen selektiven Anruf einer Vielzahl von Stationen auf dem Funkweg von einer Hauptstation aus, wobei sich die Stationen zeitweise außerhalb des Sendebereiches der Hauptstation befinden können, bei dem die Hauptstation während eines Abfragezyklus « nacheinander die Anrufinformationen aller Stationen aussendet und jede im Sendebereich befindliche Station nach Empfang ihrer Anrufinformation ihre Antwort zur Hauptstation übermittelt.

Ein solches selektives Anrufverfahren kann in einem weltweiten meteorologischen Netz, in einem Telefonnetz, in einem Taxi-Radiofunknetz verwendet werden.

Als Beispiel wird ein meteorologisches Netz betrachtet, in dem die Hauptstelle durch einen Satelliten im Orbit des Poles oder Quasi-Poles getragen wird und die Unterstellen durch Ballons, Bojen, auf isolierten Stellen stehende Stationen usw. gebildet werden. Durch die Abfrage einer Unterstation durch die Hauptstation erhält man Informationen, die in der Hauptstation gespeichert und dann zu einer oder mehreren Erdstationen übertragen werden, wenn der Satellit deren Empfangsbereich erreicht.

Zu einem gegebenen Zeitpunkt kann die Hauptstation im Satelliten nur mit den Unterstationen in Verbindung treten, die innerhalb des maximalen Empfangsbereiches (2 —4000 km) liegen. Wenn die Verteilung der Unterstationen auf die ganze Welt gleichmäßig ist, kann man in erster Näherung annehmen, daß etwa 10% von ihnen zu diesem Zeitpunkt im Empfangsbereich liegen und daß sie auf eine Abfrage Informationen zum Satelliten senden.

Wenn weiterhin die Unterstationen beweglich sind, z. B. Ballons, muß der Satellit zur Ortsbestimmung einer dieser Stationen zwei Entfernungsmessungen durchführen, und zwar in einem Zeitintervall, das sehr gering ist, so daß die örtliche Bewegung der Unterstation vernachlässigbar ist. Durch diese Bedingung ist die Abfragefrequenz Ffestgelegt.

In einem bekannten System hat man etwa n = 500 Beobachtungsstationen, die nacheinander in einem Abfragezyklus von fester Dauer 1IF abgefragt werden. Da es notwendig ist, für jede Station ein Zeitintervall TO für die Übertragung der Informationen zu reservieren, erhält man M F= η χ TO, d.h. die Dauer eines Zyklus ist proportional zur Zahl der Stationen, so daß man dadurch auf eine relativ niedrige Zahl von Stationen beschränkt wird.

In der US-PS 31 41 928 ist am Beispiel des Nachrichtenverkehrs zwischen dem Kontrollturm eines Flughafens und den in dessen Bereich befindlichen Flugzeugen ein Verfahren beschrieben, bei dem alle Stationen in den Flugzeugen abgefragt werden und dann jeweils eine Antwort an die Hauptstation im Kontrollturm senden. Auch hier ist das für jede Station zur Verfügung stehende Zeitintervall konstant.

In einem anderen bekannten System (Druckschrift SWAMI) verwendet man ein bis dreitausend Stationen, von denen man nur die Stationen zu einer gegebenen Zeit abgefragt, von denen man vermutet, daß sie im Empfangsbereich liegen. Zu diesem Zweck ist die Abfrage durch eine feste Erdstelle programmiert als Funktion der Informationen, die vorher empfangen wurden und dieses Programm wird zur Hauptstation im Satelliten übertragen. Ein Anrufzyklus umfaßt deshalb nur die Stationen, die im Bereich der Hauptstation sind und für einen gleichen Wert von Fkann deshalb die Zahl η gegenüber dem vorhergehenden bekannten System mit dem Faktor 10 multipliziert werden.

Man erkennt jedoch, daß diese Programmierung eine komplexe Operation ist, die die Verwendung eines Rechners am Boden erfordert, die Übertragung des Programmes zur Hauptstation im Satelliten und die Einspeicherung an Bord und weiterhin eine sehr große Genauigkeit der Arbeitsweise des gesamten Systemes, beginnend vom Rechner und der Übertragungsanordnung am Boden bis zu den elektronischen Einrichtungen in den Satelliten und den Ballons. Wenn sich eine zufällige Unterbrechung des Vorganges ergibt, ist es sehr schwer, die geographische Lage einer Unterstation von neuem festzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum zyklischen selektiven Anruf einer Vielzahl von Stationen auf dem Funkweg, die sich zeitweise außerhalb des Sendebereiches einer Hauptstation befinden können, zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet, also wenig Zeit

für einen Abfragezyklus benötigt, und keine aufwendige Programmsteuerung. Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher ^r> erläutert. Es zeigen

Fig. la bis k Symbole, die in den Fig.3 und 5 verwendet werden,

F i g. 2a bis g verschiedene Diagramme von Signalen, anhand deren die Arbeitsweise des Systemes erläutert wird,

Fig.3 die Anordnung, die in einem Satelliten verwendet wird, um die Abfragesignale zu erzeugen,

F i g. 4a bis g Diagramme der Signale, die sich aus der Arbeitsweise des Abfragewählers ergeben, ι ^Γ>

F i g. 5 die Stromkreise an Bord einer Unterstation,

F i g. 6a bis i Diagramme von Signalen, die sich infolge der Rückstellung des Wählers KQauf Null ergeben.

Vor der Beschreibung der Erfindung soll noch einmal kurz das Prinzip der algebraischen logischen Gleichungen wiederholt werden, die in bestimmten Fällen verwendet werden, um die Beschreibung von logischen Operationen zu vereinfachen. Es ist ausführlich in zahlreichen Veröffentlichungen beschrieben und insbesondere in dem Buch »Logical Design of Digital 2^r> Computers« von M. P h i s t e r (Herausgeber: J. Wiley).

Wenn man mit A eine Bedingung kennzeichnet, daß das Signal vorliegt, bezeichnet man mit A die Bedingung für die Abwesenheit dieses Signals.

Diese zwei Bedingungen sind durch eine bekannte jo logische Bedingung AxA = O verbunden, in der das Zeichen »x« die logische Koinzidenzfunktion oder Funktion UND bezeichnet.

Wenn eine Bedingung C nur dann auftritt, wenn die Bedingungen A und B gleichzeitig vorliegen, schreibt r> man AxB=C und diese Funktion wird über eine UND-Schaltung erzeugt.

Wenn eine Bedingung Cnur auftritt, wenn wenigstens eine der Bedingungen foder F vorliegt, schreibt man E + F = C und diese Funktion erhält man über eine ODER-Schaltung.

Die logischen Funktionen UND und ODER sind kommutativ, assoziativ und distributiv und man kann schreiben:

A χ (B+ Q = A χ B+ A χ C\ (A + B)(C + D)=AxC + Ax
usw.

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^r>0

Anhand der Fig. la bis Ik soll jetzt noch die Bedeutung einiger bestimmter Symbole erläutert werden, die in der nachfolgenden Beschreibung verwendet werden. In Fig. la ist eine einfache τ> UND-Schaltung dargestellt, in Fig. Ib, eine einfache ODER-Schaltung. Die Fig. 1c stellt eine Mehrfach-UND-Schaltung dar, d. h. eine solche, bei der im dargestellten Beispiel vier UND-Schaltungen vorgesehen sind, von denen einer der Eingänge mit einem der w> Leiter 91a verbunden ist und von denen der zweite Eingang mit einem gemeinsamen Leiter 916 verbunden ist. Fig. Id stellt eine UND-Schaltung mit zwei Eingängen 91/"und 91^ dar, die gesperrt ist, wenn ein Signal an den Eingang 91 /angelegt wird. Fig. Ie stellt b^r> einen Differenzierkreis und F i g. 1 f einen Verzögerungskreis dar. In der Fig. Ig ist ein bistabiler Kreis oder eine Kippschaltung dargestellt, an die man ein Steuersignal an einen der Eingänge 92-1 oder 92-0 anlegt, um sie in den Zustand 1 oder Zustand 0 kippen zu lassen. Eine Spannung von gleicher Polarität wie das Steuersignal ist am Ausgang 93-1 vorhanden, wenn die Kippschaltung im Zustand 1 ist oder am Ausgang 93-0, wenn sie im Zustand 0 ist. Wenn die Kippschaltung mit B1 bezeichnet ist, so wird die logische Bedingung, die darstellt, daß sie sich im Zustand 1 befindet, durch B1 bezeichnet und diejenige, daß sie sich im Zustand 0 befindet, mit Bi. Fig. lh stellt ein Leitungsbündel dar, im dargestellten Fall mit 5 Leitungen. In Fig. Ii ist ein aus Kippschaltungen aufgebauter Zähler dargestellt, der die Impulse zählt, die an seinen Eingang 94c angelegt werden und der durch das Anlegen eines Signals an den Eingang 94</auf Null zurückgestellt wird. Die Ausgänge 1 der Kippschaltungen sind mit vier Leitungen am Ausgang 94e verbunden. Fig. Ij stellt einen Decoder dar, der im Ausführungsbeispiel einen Binärcode mit 4 Bit, der über die Leitungsgruppe 94a angelegt wird, in einen Code 1 aus 16 umwandelt, d. h. für jeden an den Eingang angelegten Codewert erscheint nur ein Signal auf einer der 16 Leitungen 94b. Fig. Ik stellt einen Wähler dar, der durch die Kombinierung eines Zählers und eines Decoders gebildet wird, wie er anhand der Fig. 1 i und 1 j bereits beschrieben wurde.

Das gemäß der Erfindung aufgebaute weltweite Überwachungssystem, das durch eine Hauptstelle an Bord eines Satelliten gesteuert wird, arbeitet auf folgende Weise:

Während eines Anrufzyklus werden alle Unterstationen durch die Hauptstation durch die aufeinanderfolgende Aussendung von Anrufinformationen abgefragt, die jeweils eine von ihnen kennzeichnen. Wenn eine Station eine Anrufinformation empfängt, die ihr zugeordnet ist, sendet sie diese als Antwort wieder zurück.

Während des Zeitintervalles Tl, das der Aussendung einer Abfrageinformation folgt, schaltet sich die Hauptstation auf Empfang und wenn sie am Ende dieser Zeit keine Information hat, die von der gerufenen sekundären Station stammt, ist sichergestellt, daß diese sich außerhalb des Empfangsbereiches befindet und es wird die nächste Sekundärstation gerufen. Die Zeit Ti legt den Empfangsbereich Pder Hauptstelle fest. Wenn man jedoch eine Antwort empfängt, d. h. wenn die Sekundärstation im Empfangsbereich ist, reserviert man nach dem Ablauf der Zeit Ti ein Zeitintervall T'2 für den Empfang der Meßwerte, die von dieser Station abgegeben werden. Am Ende dieses Zeitintervalles wird für die folgende Station eine neue Abfrageinformation ausgesendet usw.

Bei einem Empfangsbereich P = 3750 km hat man T] = 25 ms und wenn z. B. Γ2« 100 ms wählt, ist für η = 1000 Stationen die Dauer eines Abfragezyklus Tc = 35 s (es gilt hier wieder die Annahme, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt immer nur 10% der Unterstationen im Empfangsbereich liegen).

Eine selektive Rufinformation kann z. B. durch einen in der Station empfangenen Binärcode gebildet werden, der durch ein entsprechendes Auswahlorgan, z. B. ein Schieberegister mit angeschlossenem Decoder, ausgewertet wird oder durch eine Reihe von Impulsen, die in einem Zähler/Decoder empfangen werden, der dann ein Signal abgibt, wenn die Zahl der empfangenen Impulse der die Station kennzeichnenden Zahl entspricht.

Für die Beschreibung ist ein System gewählt worden, in dem die Anrufinformationen durch einzelne Impulse gebildet werden. Dadurch wird es nötig, daß die

Hauptstelle ein Synchronisationssignal aussendet, das den Beginn jedes Abfragezyklus kennzeichnet.

Weiterhin ist es nötig, Anordnungen vorzusehen, durch die einmal in jeder Unterstelle die Fehler bei der Wahl verringert werden und zum anderen an Bord des Satelliten oder der auswertenden Erdstation sichergestellt wird, daß die empfangenen Informationen auch von der abgefragten Sekundärstation stammen.

Den Unterstellen 1,2,3. ..j...n ist ein Anrufcode zugeordnet, der aus 1 bzw. 2,3.. J.. .n Impulsen besteht. Nach der Aussendung eines Synchronisiersignals ist der erste ausgesendete Impuls bestimmt, die Station 1 anzuwählen, der zweite Impuls soll die Station 2 auswählen usw. An Bord einer sekundären Station ist ein Empfangskreis vorgesehen, der so aufgebaut ist, daß er sich bis zum Beginn des nächsten Abfragezyklus sperrt, wenn zu den vorgegebenen Zeiten keine Impulse aufgenommen werden oder wenn er bereits angewählt wurde. Dadurch können Zählfehler auf Grund der beiden folgenden Gründe bei der Anwahl verringert werden:

ein parasitäres empfangenes Signal, das durch den Empfänger als Anrufsignal empfangen wurde, ist nicht zur vorgegebenen Zeit aufgetreten;
die Auswahl der Station j erfolgt durch den 2j-, 3j-

Impuls, wenny <

Il

I ■

Von der abgefragten Sekundärstation wird zuerst ein Binärcode übertragen, der sie kennzeichnet und es dadurch ermöglicht, im Falle von Störungen während der Abfrage oder der Übertragung der Signale Identifizierungsfehler zu vermeiden.

Die Fig.2a bis 2g stellen eine bestimmte Zahl von Diagrammen von Signalen dar, zur Zusammenfassung der Arbeitsweise dieses Systemes.

Am Beginn eines Zyklus steuert ein Signal A (F i g. 2a) die Aussendung des Synchronisiersignals durch den Satelliten. Dieses in F i g. 2b dargestellte Synchronisiersignal besteht aus zwei sinusförmigen Signalen mit den Frequenzen Fb und Fa, die während der Zeiten Tb und Ta ausgesendet werden. Die Zeiten Tb und Ta werden durch die Signale Lb und La (F i g. 2c und d) festgelegt.

Nach dem Synchronisiersignal (Zustand A) wird eine Folge von Anrufimpulsen H1 erzeugt, die einen Zeitabstand von 7Ί bzw. 73 = 7Ί + T'2 (Fig. 2b) haben, in Abhängigkeit davon ob die abgefragte Unterstation außerhalb oder innerhalb des Empfangsbereiches liegt. Der Aussendung jedes Impulses Hi folgt die Erzeugung eines Signals M1 (F i g. 2e), das ein Zeitintervall von der Dauer T'\ festlegt, das etwas kürzer als 7Ί ist. Während dieser Zeit arbeitet der Satellit als Empfänger. Die Tatsache, daß sich die Unterstation im Empfangsbereich der Hauptstation befindet, ist dadurch gekennzeichnet, daß während der Zeit T' 1 ein Signal S"j (F i g. 2f) empfangen wird, das sich durch die Wiederaussendung des Impulses Hi von der Unterstelle ergibt. Der nächste Impuls Hi ist dann um eine Zeit T3 vom vorhergehenden getrennt, dabei ist das Zeitintervall T'2 für den Austausch von Informationen von der Hauptstation und der abgefragten Station reserviert.

Man erkennt, daß die Messung der Verzögerung S"j gegenüber dem Impuls H1 verwendet werden kann, um daraus die Entfernung zwischen der Hauptstation und der ausgewählten Unterstation zu bestimmen.

F i g. 3 stellt die Stromkreise dar, die in dem Satelliten

verwendet werden, um die in den F i g. 2a bis 2g dargestellten Signale zu erzeugen. Sie enthalten: den Wähler KG, der Zyklussteuerung genannt wird und die Kippschaltungen Lb, La, A steuert; den Abfragewähler KH, der die bistabilen Kippschaltungen Mi und Λ/3 steuert; den Fortschaltesignalgenerator Ca, der Signale mit der Wiederholungsperiode t und einen Formfaktor 0,5 erzeugt.

Die mit 77? 1 und RVi bezeichneten Elemente stellen den Sender bzw. den Empfänger an Bord des Satelliten dar und das Element DP den Kreis für die Verarbeitung der Informationen, die von den abgefragten Stationen empfangen werden.

Es wird jetzt angesetzt:

T'\ = p\ T'2 = ρ 2

Ta = Tb = ρ 3 χ t.

Die Koeffizienten p\, p2, p3 sind beliebige ganze Zahlen und wie man aus der Fig. 2b entnehmen kann, ist ρ 2 > p\ gewählt. In der Praxis wird man wählen Fb = 1,1 kHz, Fa = 10 kHz, Ta = Tb = T\ und T2 =4 T\.

Die Zyklussteuerung KG enthält die Ausgänge G i bis G 4 und GOl bis GOn, an denen die Signale für die Stellungen des Zählers auftreten, die in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt sind:

Tabelle 1

Signal

Stellung des Zählers

Gl	0	= 2/?3	*- 2
Gl		/;3
G3		p3	+ 1
G4		2p3	+
GOl		2/73	+ 2

GO/;

2/, 3

4^r) Am Ende eines Zyklus steuert das Signal GOn die Kippschaltung A in den Zustand 1 und die Fortschaltsignale vom Generator Ca werden über die Torschaltungen Pi und P2 an den Wähler KG angelegt. Wie man weiter unten noch erkennen wird, wird an die

¹JO ODER-Schaltung P2 nur dann ein Impuls H1 angelegt, wenn nicht gleichzeitig der Zustand A besteht. Der Wähler schaltet dann in die Stellung

0(2 ρ 3 + 2 + /7 = 0)

und gibt ein Signal G1 ab, das die Erzeugung eines Signals Lb hervorruft. Dieses Signal dauert so lange, bis der Wähler ein Signal G 2 abgibt, so daß man Tb = ρ 3 χ t hat. In gleicher Weise ist das Signal La durch die Signale G 3 und G 4 zeitlich begrenzt und die beiden Signale L6und La sind durch eine Zeit t getrennt Das Signal G 4 steuert die Kippschaltung A in den Zustand 0, so daß die Torschaltung P1 gesperrt ist und daß der Wähler keine Fortschaltesignale vom Generator Ca mehr empfangen kann.

Der Abfragewähler KH enthält die Ausgänge HO, Hi, H2, HOi... HOq. In der Tabelle II sind die Beziehungen zwischen den an den Ausgängen auftre-

tenden Signalen und den im Zähler eingestellten Ziffern dargestellt,die(p 1 + p2 + 3) unterschiedliche Zustände darstellen.

Tabelle II

Signal

Stellung des Zählers

HQ Hl Hl HQl

HQq

O = p]

+ 3

Pl

+ 2

Es wird jetzt angenommen, daß zum Beginne der Wähler KH ein Signal HO abgibt und daß die Kippschaltungen Mi und M 3 im Zustand 0 sind. Während der Aussendung des Synchronisiersignals, gesteuert durch die Zyklussteuerung KG, stellt die Bedingung A die Sperrung der Torschaltung P3 und des Wählers ^//sicher, der keine Fortschaltesignale erhält und in der Stellung HO bleibt, so daß die Torschaltung P2 keine Impulse H1 erhält. Am Ende der Aussendung des Synchronisiersignals hat man die logische Bedingung 77'2 χ A und die Torschaltung P3 ist geöffnet.

Durch das erste von dem Generator Ca abgegebene Signal tritt ein Impuls Hi auf, der die Kippschaltung Ml in den Zustand 1 kippen läßt und der weiterhin an den Sender TR 1 abgegeben wird, um von dort als Anrufimpuls gesendet zu werden. Das folgende Signal läßt den Wähler KH um eine Stelle weiterschalten, so daß die Dauer dieses Impulses t ist. Der Impuls H1, der an die ODER-Schaltung P2 angelegt wird, läßt auch die Zyklussteuerung KG um eine Stelle weiterschalten, die damit von der Stellung 2p + 1 (Signal G 4) in die Stellung 2p3 + 2 (Signal GOl) weiterschaltet. Dieses an den Kreis DP übertragene Signal kennzeichnet den Anruf der ersten Station des Netzes.

Wenn die abgefragte Station außerhalb des Empfangsbereiches ist, empfängt man in dem Zeitintervall Ti kein Rücksignal, das dem Impuls Hi folgt und das (p 1 + l)te Fortschaltsignal erzeugt das Auftreten eines Signals H 2, durch das die Kippschaltung Mi in den Zustand 0 gekippt wird und die Torschaltung Pb geöffnet wird. Das Signal H'2, das von dieser Torschaltung gebildet wird und dessen Dauer gering von t abweicht, wird an die Torschaltung P3 angelegt, um sie zu sperren, sowie an den Verzögerungskreis PT, der die Rückstellung des Wählers KH auf den Wert 0 steuert. Solange die Dauer eines Fortschaltesignals kürzer als diejenige eines Signals H'2 ist (Formfaktor 0,5, Dauer t/2), wird die Verzögerung, die durch den Kreis P 7 erzeugt wird, so gewählt, daß das Signal, das sie abgibt, das Fortschaltesignal einrahmt. Daraus ergibt sich, daß der Wähler bei der Rückstellung auf Null kein Fortschaltesignal erhält. Das folgende Fortschaltesignal ruft wieder die Erzeugung eines neuen Impulses H1 zur Abfrage der nächsten Station hervor, usw.

Wenn die abgefragte Station im Empfangsbereich ist, erhält man während der Zeit, in der die Kippschaltung M1 im Zustand 1 ist, (die Bedingung M1 legt die Zeit T1 fest, F i g. 2d) ein Signal S"j (F i g. 2f) und der Empfänger RVi gibt ein Signal V ab, das über die Torschaltung P4 an die Kippschaltung Λ/3 angelegt wird, die in den Zustand 1 kippt und dann nicht mehr die Rückstellung des Wählers KH in den Zustand Null steuern kann. Diese empfängt danach weitere Fortschaltesignale, von denen der (p 1 + l)te das Kippen der Kippschaltung M1 in den Zustand 0 steuert. Wie man aus der obenstehenden Tabelle II erkennt, sind die folgenden ρ 2-Signale dazu verwendet, um die Programmiersignale HOi bis H0q(q < ρ 2) zu erzeugen, die an den Sender TR 1 angelegt werden, um den Informa-

K) tionsaustausch zwischen dem Satelliten und der abgefragten Station zu steuern.

Wenn der Wähler ein Signal HOq abgibt, steuern die zwei folgenden Fortschaltesignale die Einstellung der Zahl Null in dem Abfragewähler KH (siehe Tabelle II)

i^r> und die Aussendung eines Anrufimpulses Hi. Wie schon oben erwähnt, steuert jeder dieser Impulse H1 die Fortschaltung der Zyklussteuerung KG um eine Stelle, die sich während des Auftretens des Signals A in der Stellung 2p3 +1 (Signal G 4, Tabelle I) befindet.

Wenn η Anrufimpulse ausgesendet sind, um den selektiven Anruf der n. Station durchzuführen, schaltet die Zyklussteuerung KG in die Stellung 2 ρ 3 + 1 + η (Tabelle I) und gibt ein Signal G On ab, das die Kippschaltung A in den Zustand 1 kippen läßt. Es beginnt jetzt unmittelbar danach ein neuer Abfragezyklus.

Von den Signalen, die in den oben beschriebenen Kreisen erzeugt wurden, werden die Signale Lb, La, H1, HOi bis HOq an den Sender 77? 1 des Satelliten angelegt, um die Aussendung eines Synchronisiersignals, die Aussendung eines Zählimpulses und die Steuerung des Informationsaustausches zu veranlassen. Jedes der Signale G 01 bis G On, das einen Anruf einer der Stationen 1 bis η kennzeichnet, wird an den Kreis

r> DPangelegt, der außerdem über das Leitungsbündel Ua die von den Unterstellen empfangenen Informationen empfängt.

Wie schon oben erwähnt, ist die erste Information, die von der ausgewählten Station j ausgesendet wird, ihr Identifizierungscode. Dieser wird in dem Empfänger RVi festgestellt und das entsprechende Signal i//wird mit dem Signal Gj verglichen. Wenn die logische Bedingung Uj = Gj besteht, ist sichergestellt, daß die empfangenen Informationen von der ausgewählten

4^r> Station stammen.

Man erkennt, daß das Signal M2, das in Fig.2e dargestellt ist, bei diesen Stromkreisen nicht direkt verwendet wird, sondern daß seine Dauer T'2 durch die Signale HOi bis HQqfestgelegt wird.

Die F i g. 4a bis 4g stellen Diagramme der Signale dar, die beim Arbeiten des Abfragewählers KHm den zwei betrachteten Fällen auftreten: wenn die abgefragte Station außerhalb des Empfangs-Bereiches ist (die in dem Zähler anstehenden Werte sind in der F i g. 4a dargestellt) und wenn die Station im Empfangsbereich ist (entsprechende Zahlen sind in Fig.4b angegeben). Für diese Figuren wurde p\ = 10 und ρ 2 = 40 gewählt. Die Fig.4c,d und e stellen die Signale Hi, H2 und Mi dar, wenn die abgefragte Station nicht im Empfangs-Bereich ist. Die Fig.4g und 4f stellen die Signale Hi, HOi bis //02 dar, wenn die Station im Empfangsbereich ist. Aus diesen Figuren läßt sich entnehmen:

7Ί=(ρ1+2)χί

T'\ p\ χ t Tl= p2 χ t T3 = T] + T'2 = (p 1 + p2 + 2) χ t.

809 551/7

IO

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In der F i g. 5 sind die Stromkreise dargestellt, die sich an Bord einer Unterstation befinden, z. B. der Station j. Sie bestehen aus:

— dem Empfänger R V2 und dem Sender 77? 2;

— dem Kreis MA, der die verschiedenen Messungen durchführt und die Resultate codiert, um sie zur Hauptstation übertragen zu können, wenn die Station angewählt ist; es sei daran erinnert, daß die erste übertragene Information der Identifizierungscode dieser Station ist;

— dem Feststellkreis für das Synchronisierzeichen SD, der während des Zeitintervalles, das zwischen dem Beginn eines Abfragezyklus und der Auswahl der Station (J + 1) liegt, ein Signal B2 abgibt;

— dem Zeit-Auswahlkreis TS, der die Kippschaltungen B3, B4, B5 und die Torschaltungen P13 bis P20 enthält;

— dem Taktgeber CU, der den Generator Cb enthält, der Signale mit der Frequenz 4/t abgibt, die an den Wähler KX angelegt werden. Dieser gibt fortlaufend die elementaren Zeitsignale a, b, c, d mit gleicher Dauer von t/4 und der Frequenz l//ab;

— dem Stationswähler KS, der beim Empfang jedes Anrufimpulses um eine Stelle weiterschaltet und beim Empfang des y-ten dieser Signale ein Signal Sj abgibt;

— dem Programmwähler KQ mit den Ausgängen Q1 bis Q6 der bei jedem Signal a um eine Stelle weiterschaltet.

Die Signale Q 2, Q3 und Q4, Q 5 werden an die Kippschaltungen B4, B5 des Kreises TS angelegt, die dann, wenn sie im Zustand 1 sind, Fenstersignale abgeben, die die Verzögerungen 7Ί und T3 in Bezug auf die Empfangszeit eines Anrufimpulses festlegen. ⁱ '

Zu Beginn eines Zyklus werden Signale mit den Frequenzen Found Fanacheinander von dem Satelliten übertragen und werden in dem Empfänger RV2 aufgenommen und liefern nach der Decodierung die Signale L'b und L'a, die an den Feststellkreis SD für Synchronisierzeichen angelegt werden. Das Signal L'b läßt die Kippschaltung B1 in den Zustand 1 kippen und die Hinterflanke des Signals L'a läßt über den Differenzierkreis Pll und die UND-Schaltung P12 die v> Kippschaltung B 2 in den Zustand 1 kippen, so daß die Bedingung B 2 mit dem Ende des Empfanges des Synchronisiersignals vorliegt. Durch das Signal Q 6 werden die Kippschaltungen Bi und B 2 wieder in den Zustand 0 gebracht. Die Anrufimpulse Hi von dem Sender 77? 1 (Fi g. 3) werden durch den Empfänger RV2 (Fig.5) empfangen und durch die Feststellung in Impulse H'i mit der Dauer t umgewandelt und an die Torschaltung P13 angelegt. Dabei tritt folgende logische Bedingung auf:

D1 = H'i χ B2 χ (B4 + B5) χ (a + b) χ Sj,

ά. h., wenn ein Anrufimpuls empfangen wird, während ein Fenstersignal vorliegt und vor der Auswahl der Station (im folgenden erkennt man, daß ein Signal Q β bo nach dieser Auswahl auftritt und das Kippen der Kippschaltung B 2 in den Zustand 0 steuert).

Das Signal Di wird an die Kippschaltung B 3 angelegt, die zur Zeit dm den Zustand 0 zurückgekippt wird, so daß sie wenigstens zur Zeitlage c im Zustand 1 ist und die Torschaltung P14 liefert bei der Bedingung B3 χ Ql χ cein Signal £>2. Dieses Signal wird einmal an den Stationswähler KS angelegt, um ihn um eine Stelle weiterschalten zu lassen und weiterhin an den Programm-Wähler KQ, um ihn auf Null zurückzustellen. Dieser Wähler KQ schaltet bei jedem Signal a um eine Stelle weiter und bleibt in jeder Stellung während einer Dauer t, die der eines Zählimpulses gleich ist. Die nachfolgende Tabelle III gibt die Beziehungen zwischen den Stellungen dieses Wählers und den abgegebenen Signalen an.

Tabelle III

Signal

Stellung

Öl	1	+	+ 1
Ql	p\ + 3	+ 3
Ö3	pl +p2	+ 4
Ö4	p\ + p2
05	ρ 1 + p2
06

Die Signale Q2 und Q3 werden zur Zeitlage cüber die Torschaltungen P16 und P17 an die Kippschaltung B4 angelegt, so daß sie zur Zeit T\ für die Dauer von ungefähr 2i im Zustand 1 bleibt und damit ein Fenster bildet. Die über die Torschaltungen P18 und P19 gesteuerte Kippschaltung B5 liefert ein Fenster, das in entsprechender Weise die Zeit T3 liegt. Diese an die Torschaltung P13 angelegten Fenstersignale ermöglichen es, daß eine gewisse Sicherheit gegen parasitäre Impulse besteht. Es ist dabei beachtet worden, daß eine relative Abweichung zwischen den Signalen des Generators Cader Hauptstation und des Generators Cb bestehen kann.

Die F i g. 6a bis i stellen Diagramme von Signalen dar, die mit der Erzeugung eines Signals D2 zusammenhängen. In der F i g. 6a sind die Grundzeiten a, b,c und c/der drei aufeinanderfolgenden Zeiten 11,t2,13 der Dauer / dargestellt. Die F i g. 6b und c stellen die Signale Q 2 und Q 3 dar und die Fi g. 6d stellt das Fenstersignal B4 dar, das um die Zeit /2 gebildet ist, in der ein Impuls H'i empfangen werden kann, wenn die Generatoren nicht voneinander abweichen würden und wenn sie perfekt synchronisiert sind. Es ist angenommen worden, daß die Zeit für die Einstellung eines neuen Codes in dem Zähler 0,5 Elementarzeiten beträgt. In Fig.6e sind die Signale B4 χ (a + b) dargestellt, die die Torschaltung P13 betätigen. Fig.6f stellt die ideale Lage des Impulses H'i dar und die Zeit für die Erzeugung des Signals D2. Die Fig.6g und h stellen die Extremwerte dar, die dieser Impuls H'i einnehmen kann, ohne die Arbeitsweise der Anordnung zu stören. Man erkennt, daß die zulässige Abweichung sehr groß ist (— 3, + 5 Elementarzeiten). Dadurch ist es möglich, den Satelliten und die Stationen mit Signalgeneratoren relativ geringer Stabilität auszurüsten.

In Fig.6i ist eine bestimmte Lage des Impulses H' 1 dargestellt, in der er mit den zwei Signalen der F i g. 6e zusammentrifft, so daß man zweimal hintereinander, nämlich zur Zeit (2 χ b und ί3 χ a die Kippschaltung B 3 in den Zustand 1 bringt. Um sicherzustellen, daß der Wähler KQ nicht zweimal hintereinander auf Null gestellt wird, blockiert das Signal Q i die Torschaltung P14. Zur Zeit ti χ c steuert das Signal B3 die Rückstellung des Wählers auf Null, zur Zeit f3 χ a

schaltet dieser um eine Stelle weiter und liefert ein Signal Qi und zur Zeit ί3 χ cist das Signal B 3 durch die Torschaltung P14 gesperrt.

Es wird jetzt die Arbeitsweise der Stromkreise nach F i g. 5 für die verschiedenen Fälle, die auftreten können, beschrieben:

1. Die betrachtete Station y'ist nicht ausgewählt

Jedes Signal D 2, das einem Anrufimpuls entspricht, schaltet den Stationswähler KS um eine Stelle weiter, der ein Signal Sj abgibt, und schaltet den Programmwähler KQ auf Null zurück. Wenn der nächste Impuls H'i mit einer Verzögerung 7Ί oder T3 empfangen wird, ruft das entsprechende Signal D2 die gleichen Schaltvorgänge hervor. Wenn die Station jedoch kein r> Signal empfängt, schaltet der Zähler KQ weiter, bis er ein Signal Q 6 abgibt, das die Rückstellung des Wählers KS auf Null steuert und die Torschaltungen Bi und B 2 zurückkippt, so daß die Station bis zum Empfang des nächsten Synchronisiersignals gesperrt ist. >o

2. Die Station j ist angewählt

Dieses trifft zu, wenn das /te Signal D 2, das an den Wähler KSangelegt wird, die ein Signal Sjerzeugt, das _>-> die Torschaltung P13 sperrt. Aus der Vorderflanke dieses Signals erhält man durch Differenzierung in dem Kreis P2i ein Signal S'j, das praktisch mit dem Signal D 2 in Koinzidenz ist und dessen Verzögerung in bezug auf den vom Satelliten ausgesendeten Impuls H1 den j< > Wert TO hat. Dieses Signal Sj wird über den Sender 77? 2 zur Hauptstelle übertragen und dort mit einer Verzögerung 2 TO (Signal S'j, Fi g. 2f) empfangen. Das Signal D 2 steuert in gleicher Weise die Rückstellung des Programm-Wählers KQ, der danach bei jedem Signal a um eine Stelle weiterschaltet, jedoch können die Fenstersignale B 4 und B 5 nicht wirken, da die Torschaltung P13 durch das Signal Sj gesperrt ist. Die von der Hauptstation in Abhängigkeit von den Signalen HOl bis HOq (Fig. 2e) übertragenen Informationen werden im Empfänger RV2 festgestellt und decodiert. Dieser gibt entsprechende Signale WOl bis H'Oq ab, die an den Kreis MA angelegt werden, um über das Leitungsbündei Ea die Aussendung von Informationen zur Hauptstelle zu steuern. (Identifizierungscode und Meßwerte.) Die Signale HOi bis HOq werden durch den Satelliten mit einer Verzögerung Tl gegenüber dem Zählimpuls ausgesendet und werden in der Station mit der gleichen Verzögerung gegenüber dem Signal D 2 (F i g. 2e und g) empfangen. Daraus ergibt sich, daß der Programmwähler KQ, der die Fortschaltesignale a nach seiner Rückschaltstellung auf Null erhält, in Synchronismus mit dem Empfang dieser Signale weiterschaltet und dann kurz nach dem Empfang des Signals HOq des Signal Q 6 abgibt, das die schon im vorhergehenden Absatz beschriebene Wirkung hat (Blockierung der Sekundärstation bis zum nächsten Synchronisiersignal). Auf Grund dieses Synchronismus zwischen dem Empfang der Signale HOi bis HOq und der Weiterschaltung des Wählers KQ erkennt man, daß man mit Hilfe dieses Wählers Programmsignale für die Steuerung der Übertragung der Informationen zum Satelliten erzeugen könnte. Man erkennt weiterhin, daß man als Identifizierungscode der ausgewählten Station den in dem Stationswähler KS beim Auftreten des Signals Sj eingestellten Wert verwenden könnte.

Hier/u 4 Blatt Zeichtnin<ien

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum zyklischen selektiven Anruf einer Vielzahl von Stationen auf dem Funkweg von einer Hauptstation aus, wobei sich die Stationen zeitweise außerhalb des Sendebereiches der Hauptstation befinden können, bei dem die Hauptstation während eines Abfragezyklus nacheinander die Anruf informationen aller Stationen aussendet und jede im Sendebereich befindliche Station nach Empfang ihrer Anrufinformation ihre Antwort zur Hauptstation übermittelt, dadurch gekennzeichnet, daß das für die einzelnen Stationen zur Verfugung stehende Zeitintervall nicht konstant ist, sondern daß dieses Zeitintervall zwei Werte (T\, Ty, T₃ > T₁) annehmen kann, wobei die Hauptstation den größeren Wert (T3) des Zeitintervalls wählt, wenn sie nach Aussendung der Anrufinformation an die betreffende Station von dieser ein Antwortzeichen empfängt, und daß während der Dauer des verlängerten Intervalls (Ti— 7] = 772) der Austausch der Informationen von der Station zur Hauptstation erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anrufinformation aus einer Folge von Impulsen gebildet wird, der zu Beginn eines Anrufzyklus ein Synchronisiersignal vorausgeht und daß in den einzelnen Stationen beim Empfang des Synchronisiersignals ein Zeitkreis eingeschaltet wird, der den Empfang der einzelnen Impulse in den vorgegebenen Intervallen überwacht und bei fehlendem Empfang die Station sperrt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkreis beim Empfang eines Impulses in seine Ausgangsstellung zurückgestellt wird und beim Überschreiten der Dauer für das größere Zeitintervall (T3) ein Signal auslöst, das die Station bis zum Empfang des nächsten Synchronisierzeichens sperrt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitkreis nur den durch die Intervalldauer vorgegebenen Zeiten eine Auswertung empfangener Impulse der Anrufinformation freigibt.

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