Die Vielzahl häufig gleichzeitig auftretender Partner erfordert einen
Zeitmultiplex-Betrieb, der mit optimaler Ausnutzung der Betriebszeit durchgeführt
werden muss. Optimale Ausnutzung ist dann gegeben, wenn sich jeder Partner im Rahmen
der Funknavigation ebenso oft und ebenso lange wie die übrigen Partner der gleichen
Zentralstelle (Bodenstation) bedienen kann, und das Zeitintervall des Zeit-Multiplex-Betriebs
weitestgehend nur für diese Zwecke verwendet wird. Dabei ist zu beachten, dass die
zeitliche Dauer eines Informationsaustausches in der Praxis meist konstant ist,
da sie durch die charakteristischen Aufgaben des jeweiligen Funknavigations-Systems
(z. B. Entfernungsmessung nach dem Phasen-Laufzeit-Messprinzip) bestimmt ist. Es
stellt sich demnach die Aufgabe, die Grösse des Zeitintervalls eines Zeit-Multiplex-Betriebs
bei konstanter Dauer einer Informationsübertragung automatisch der jeweiligen Anzahl
gleichzeitig vorhandener Partner anzupassen.
Die Erfindung besteht
bei einem Zeitmultiplex Verfahren für den Verkehr mehrerer Partner eines Nachrichtenübertragungs-9ystems
mit einer Zentralstelle, wobei die Zeit in eine Folge --Zet-intervallen aufgelöst-
1-st und wobei jedem Partner innerhalb der Zeitintervalle Zeitabschnitte zugeordnet
sind, -darin, däss die Länge der Zeitintervalle in Abhängigkeit von der Zahl der
Partner, vorzugsweise durch die Zentralstelle, variiert wird.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand der Abbildunsowie |
in einigen vorteilhaften Weiterbildungen näher erläutert. Fig. 3 stellt das "starre"
Zeit-Multiplex-System dem erfindungsgemässen "flexiblen" Zeit-Multiplex-System gegenüber.
Bei voller Belegung des Zeitintervalls wird im unteren Teil der Fig. 3 durch die
geringere Anzahl von Partnern die Zeitdauer des Zeitintervalls von T2 auf T21 vermindert.
Dabei sind die Zeitabschnitte für die gemäss der oberen Reihenfolge weiter hinten
liegenden Partner E und 0 auf die "vorderen Plätze", die ursprünglich den Partnern
C und D zugeordnet waren, verschoben worden. Diese Verschiebung der Zeitadressen
ist ein wesentliches Merkmal
des erfindungsgemässen Zeit-Multiplex
Verf&hrens. Sie muss automatisch und ohne Zeitverluste durchgeführt werden,
um das Verfahren zu optimieren. Aus den fig. 2 und 3 ergibt sieh klar der Vorteil
des erfindungsgemässen Verfahrens gegenüber dem "starren" Zeit-Multiplex-Verfahren,
Durch das variable Zeitintervall wird neben der steten Vollbelegung mit Partnern
ein sich ebenfalls der jeweils vorhandenen Partnerzahl anpassender Zyklus des Zeit-Multiplex-Verfahrens
erreicht. Das bedeutet aber, dass bei einer geringeren Anzahl von Partnern jeder
einzelne Partner häufiger einen Informationsaustausch mit der Zentralstelle vornehmen
kann als bei einer grösseren Anzahl von Partnern. Ein weiterer Vorteil ist darin
zu sehen, dass die Anzahl der gleichzeitig auftretenden Partner beliebig gross sein
kann und nicht, wie beim starren Zeit-Multiplex-Verfahren, auf einen Maximalwert
beschränkt ist. Im folgenden soll ein einfaches Beispiel für die Abwicklung des
erfindungsgemässen Verfahrens bei seiner Anwendung auf den Verkehr mehrerer Flugzeuge
mit einer Bodenstation beschrieben werden.
Gegeben sei eine Zentralstelle
(Funknavigations-Bodenstation) und eine beliebige Anzahl von Partnern (Verkehrsflugzeuge),
die zur Positionsbestimmung auf einen Informationsaustausch mit der Zentralstelle
angewiesen_-sind:---Weitehtn__sei gefordert, dass aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
der Sender -l.er Zentralstelle nur dann eingeschaltet, wenn ein oder mehrere Partner
Informationen wünschen. Zu den anderen Zeiten soll der Sender ausgeschaltet sein.
Fig. 4 zeigt in übersichtlicher Form die sieh dabei ergebenden Zuordnungsverhältnisse
innerhalb mehrerer Zeitintervalle. In senkrechten Spalten sind Zeitintervalle 1
..... 36 nebeneinander angeordnet. Die waagrechten Zeilen kennzeichnen Zeitadressen
P1 bis-Pn innerhalb des Zeitintervalls, also von oben nach unten die ersten, zweiten
bis n-ten Zeitabschnitte innerhalb des Intervalls. Während der ersten beiden Zeitintervalle
1 und 2 steht kein Partner mit der Zentralstelle in Verbindung (Zeichen 0). Die
Zentralstelle befindet sich demzufolge im sog. Wachbetrieb, d. h. nur der Empfänger,
nicht aber der Sender ist eingeschaltet. Die Abschaltung des Senders zu Zeiten,
wo kein Partner mit der Zentralstelle in Verbindung steht, ist wirtschaftlich vorteilhaft.
Im
Zeitintervall 3 nimmt ein Partner den Verkehr mit der Zentralstelle auf, beispielsweise
indem er sein Kennzeichen (Ka) der Zentralstelle übermittelt. Auf die Anmeldung
des ersten Partners schaltet die Zentralstelle den Sender ein, bestätigt dem Partner
den Empfang seiner Anmeldung und ordnet ihm die Zeitadresse P1 im momentan gegebenen
Zeitintervall 3 zu. Ferner teilt die Zentralstelle dem Partner mit, dass er für
die Gesamtdauer des Informationsaustauschen die Bezeichnung A erhält (Zeichen A1
im Zeitintervall 3). Diese Adresse P1 behält der Partner in diesem Beispiel während
der Zeitintervalle 4 bis 16. Innerhalb der drei folgenden Zeitintervalle steht somit
dem Partner A für die Dauer T1 der Zeitabschnitt mit der Zeitadresse P1 zum Informationsaustausch
zur Verfügung.(Zeichen A in den Zeitintervallen 4 bis 16), den Zeitabschnitt P2
benutzt die Zentralstelle, um einen Generalanruf an alle evtl. noch vorhandenen
Partner durchzugeben. Mit diesem Generalanruf wird augefragt, ob ausser dem schon
angemeldeten Partner A noch ein weiterer Partner eine Verbindung wünscht. Dieser
Generalanruf erhält die Bezeichnung X. Er nimmt jeweils den letzten Zeit abschnitt
des Zeitintervalls ein, im Falle des hier beschriebenen
Beispiels
erhält er für die Intervalle 4
bis 6 die Zeitadresse P2. Meldet sich auf
den Gemralanruf X ein zweiter Partner mit dem Kennzeichen Kb an, so bestätigt die
Zentralstelle diesem Partner die erhaltene Anmeldung und ordnet ihm im Zeitintervall
(hier 7) den Zeitabschnitt P2 und die Bezeichnung B zu (Zeichen BI in 7). Im Zeitintervall
8 und den folgenden steht mithin dem Partner A der Zeitabschnitt P1 und dem Partner
B der Zeitabschnitt P2 zum Informationsaustausch zur Verfügung; im Zeitabschnitt
P3 erfolgt der Generalanruf X. Erfolgt auf den Generalanruf die gleichzeitige Anmeldung
zweier weiterer Partner mit den Kennzeichne Kc und Kd, so wird dieses von der Zentralstelle
registriert. Ein solehee Ereignis trete im Zeitintervall il ein. Im Zeitintervall
12 sendet die Zentralstelle einen Selek-
tivruf Y und das Kennzeichen eines der gleichzeitg gemel- |
damit |
deten Partner aus und for er speziell diesen Partner zur |
erneuten Anmeldung auf. Nach Empfang dieser Anmeldung ordnet sie diesem Partner
den Zeitabschnitt P3 und die Bezeichnung C
zu (Zeichen Y/Ct). Im
darauffolgenden Zeitintervall (13) führen die Partner A, B und C in den ihnen zugewiesenen
Zeitabschnitten ihren Informationsaustausch durch. Im Zeitabschnitt P4 erfolgt die
Aussendung eines weiteren Selektiv. rufes Y in Verbindung mit dem Kennzeichen Kd.
Dieser selektiv angerufene Partner meldet sich. erneut an und erhält den Zeitabschnitt
P4 und die Bezeichnung D zugeordnet (Y/Dr). Während der Zeitintervalle 14 bis 16
erfolgt der Informationsaustausch der Partner A bis D in den Zeitabschnitten P1
bis PV im ZxJtabschnitt P5 erfolgt der Generalanruf X. Meldet sich ein Partner innerhalb
n, z. B. drei, aufeinanderfolgender Zeitintervalle nicht in seinem Zeitabschnitt,
so gilt er als abgemeldet (Zeichen a in den Zeitintervallen 17, 18 und 19). Im Zeitintervall
19 wird ein Vorrückbefehl ausgesendet, der albdem abgemeldeten Partner zeitlich
nachfolgenden Partner auffordert, im nächsten Zeitintervall einen Zeitabschnitt
vorzurücken. Somit hat im Zeitintervall 20 der Partner B den Zeitabschnitt P1, Partner
C den Zeitabschnitt P2 und Partner D den Zeitabschnitt P3 und der Generalanruf den
Zeitintervall PV
Im Zeitintervall 21 fällt Partner C aus (Zeichen
c), daraufhin erhält Partner
D im Zeitintervall 23 den Vorrückbefehl.
Im Zeitintervall 24 ist Partner D nach P2, der Generalanruf auf P3 vorgerückt. Im
Zeitintervall 27 meldet sich Partner B ab (Zeichen b). Daraufhin erhält Partner
D im Zeitintervall 29 den Vorrückbefehl, so dass im Zeitintervall 30 Partner D den
Zeitabschnitt P1 und der Generalanruf X den Zeitabschnitt P2 innehaben. Hat sich
auch Partner D abgemeldet und wünscht kein neuer Partner eine Verbindung, so betrachtet
die Zentralstelle nach Ablauf der n Zeitintervalle den gesamten Informationsaustausch
als beendet und kehrt in den Wachbetrieb zurück, d. h. der. Sender wird abgeschaltet,
und nur der Empfänger bleibt in Betrieb. Entscheidet für den reibungslosen Ablauf
des Zeit-Multiplex-Verfahrens ist eine zentrale Synchronisierung des Gesamtablaufs.
Zweckmässigerweise erfolgt diese von der Zentralstelle aus; z. B. kann die Aufteilung
der Zeitintervalle in einzelne Zeitabschnitte von jedem Partner selbst mit Hilfe
eines Zählers kontrolliert werden, während die Zentralstelle durch Aussenden eines
Synchronisierungsimpulses zu Beginn eines jeden Zeitintervalls für einen synchronen
Ablauf dieser Zähler sorgt.
Fig. 5 stellt eine vorteilhafte Weiterbildung
des erfindungsgemässen Verfahrens dar. Die Art der Darstellung ist im wesentlichen
die gleiche wie in Fig. 4. Abweichungen bestehen in einer anderen Art der An- und
Abmeldung eines Partners und in der Existenz eines Warnsignals. Während bei der
oben beschriebenen grundsätzlichen Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens
durch die vereinfachte Art der Abmeldung eines Partners - ein Nichtmelden des Partners
an seinen Zeitabschnitt innerhalb n aufeinanderfolgender Zeitintervalle gilt als
Abmeldung - nicht unterschieden werden kann, ob der betreffende Partner sich tatsächlich
abgemeldet hat oder ob z. B. seine Navigationseinrichtung ausgefallen ist, lässt
sich bei der erweiterten Ausführung ein derartiger Unterschied exakt bestimmen.
Aus Gründen der Flugsichex-=ieit ist das Erkennen eines Ausfalls eines Partners
von potentiellgr Bedeutung, da dieser Partner bei Nichtkenntnis seiner Position
eine Gefahr für alle anderen Partner darstellt. Dieser Ausfall kann deshalb von
der Zentralstelle aus mit Hilfe eines Warnsignals allen Partnern und gegebenenfalls
einer zentralen Leitstelle mitgeteilt werden. Die ebenfalls geänderte Art der Anmeldung
bringt einen Gewann an wertvoller Informationszeit.
Im folgenden
wird der Ablauf wiederum anhand der einzelnen Zeitintervalle beschrieben. Zeitintervalle
1 bis 2: Die Zentralstelle befindet sich im Wachbetrieb (Zeichen 0). Zeitintervall
3: Wünscht ein Partner eine Verbindung mit der Zentralstelle, so meldet er sich
mit seinem Kennz(-,'"hen (z.
B. Ka) bei der Zentralstelle an, die daraufhin
ihren Sender einschaltet (Zeichen A'). Zeitintervall 4: Die Zentralstelle beginnt
den Zeit-Multiplex-Betrieb mit dem Ausstrahlen des Synchronisierimpulses, den sie
dann während des gesamten Informationsaustausches stets zu Beginn eines Zeitintervalls
aussendet. (Zeichen: Balken am Kopf der Tabelle). Dieser Synehronisierimpuls sorgt,
wie beschrieben, für den synchronen Ablauf des Zeit-Multiplex-Betriebes. Danach
ordnet die Zentralstelle dem Partner den Zeitabschnitt P1 im momentan gegebenen
Zeitintervall 4 und die Bezeichnung A zu (Zeichen A").
Zeitintervalle
5 und 6: Der Partner A führt in dem ihm zugewiesenen Zeitabschnitt seinen Informationsaustausch
mit der Zentralstelle durch (Zeichen A). Zeitintervall 7 Wünscht ein weiterer Partner
eine Verbindung, so meldet er sich zu einem beliebigen Zeitpunkt durch Aussenden
seines Kennzeichens Kb bei der Zentralstelle an (Zeichen B'). Dieses ist dann möglich,
wenn das Kennzeichen eindeutig von anderen Informationen unterschieden werden kann.
Zeitintervall 8: Die Zentralstelle ordnet dem neuen Partner mit dem Kennzeichen
Kb den Zeitabschnitt P2 im neuen Zeitintervall 8 und die Bezeichnung B zu (Zeichen
B"). Zeitintervalle 9 und 10: Partner A und B führen in den ihnen zugeordneten Zeitabschnit..
ten P1 und P2 ihren Informationsaustausch mit der Zentralstelle durch. Zeitinterva1111:
Melden sich zwei weitere Partner mit den Kennzeichen Ke und
Hd
gleichzeitg an, so wird dieses von der Zentralstelle registriert (Zeichen Zeitintervalle
12 und 13: Die Zentralstelle nimmt anhand der unterschiedlichen Kennzeichen der
Partner eine Trennung der gleichzeitig erfolgten Anmeldungen vor und ordnet der
Trennung entsprechend den beiden Partnern in zwei aufeinanderfolgenden Zeitintervallen
12 und 13 die Zeitabschnitte P3 und P4 und die Bezeichnung C und D Zu. (Zeichen
C" und D"). Zeitintervalle 14 bis 16: In den neuen Zeitintervallen 14 bis 16 erfolgt
der Informa# tionsaustausch aller vier Partner
A, B, C und D in den ihnen
zugeordneten Zeitabschnitten. Zeitintervall
17:
Wünscht einer jer Partner
(hier Partner A) keine Verbindung mehr, so meldet er sich bei
der Zentralstelle
ab (Zeichen
Ä),
z. B. durch erneutes Aussenden seines Kennzeichens Ka. Die
Zentralstelle sendet daraufhin einen Vorrückbefehl aus, der alle dem abgemeldeten
Partner
im Zeitintervall zeitlich nach. folgenden Partner auffordert, im
nächsten Zeitintervall einen Zeitabschnitt vorzurücken.
Zeitintervalle
18 bis 20: Die entsprechenden Partner sind um einen Zeitabschnitt vorgerückt, so
dass jetzt Zeitabschnitt P1 dem Partner
B, Zeitabschnitt P2 dem Partner C
und Zeitabschnitt P3 dem Partner D zugeordnet sind.