DE1766468C3 - Verkehrsfunksystem für den Fernsprechverkehr mit sehr schnellen Fahrzeugen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verkchrsfunksyfctem mit einer einzigen Trägerfrequenz für den Fernsprechverkehr mit Fahrzeugen, die jeweils mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstet sind und innerhalb eines Gebietes fahren, in dem sich in Abständen Feststationen mit jeweils einem Festsender und einem Festempfänger befinden und bei dem eine Auswahlsehaltung vorgesehen ist, die das Signal desjenigen IFestempfängers an eine Fernsprechzentrale anschaltet, der von der Fahrzeugstation die größte Energie erhält.

Ein solches System, bei welchem die von den Fest empfängern in zwei benachbarten Stationen empfangemen Signale bezüglich ihrer Empfangsfeldstärke verglichen werden, und das größere Signal an die Fernsprechzentrale weitergegeben wird, ist aus der DT- \S 1 101 540 bekannt. Dort sind alle Festsender an eine erste Übertragungsleitung und alle Festempfänger an eine zweite Übertragungsleitung angeschlossen. In jeder Fesistation sind Schaltmittel vorhanden, welche über die erste Übertragungsleitung die Amplitude eines vom eigenen Empfänger empfangenen Signals mit den Amplituden vergleichen, mit welchen dieses Signal in den benachbarten Feststationen empfangen wird. FaIh in einer Feststation die Empfangsfeldstärke größer ist als in den benachbarten, so werden nun bei dieser Feststation der Sender und die Empfängerendstufe eingeschaltet, so daß nur diese Feststation die Fahrzeugstation über die beiden Übertragungsleitungen mit der Fernsprechzentrale verbindet.

Dieses bekannte System hat Nachteile, die dann erkennbar werden, wenn die Fahrzeuge schnell fahren.

Zwischen den Feststationen gibt es immer Überlappungszonen, in welchen die von der Fahrzeugstation empfangene Energie für beide Feststationen etwa gleich groß ist, so daß die Bestimmung der günstigeren Feststation unsicher wird. Dies hat zur Folge, daß es während des Durchfahrens einer Überlappungszone vorkommen kann, daß zwischen den Feststationen mehrmals umgeschaltet wird. Bei langsam fahrenden Fahrzeugen sind die Zeiten, für die auf Grund gelände-

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bedingter Änderungen der Funkfelddämpfung auf die zuvor eingeschaltete Station zurückgeschaltet wird, länger als bei schnell fahrenden Fahrzeugen, bei denen die Umschaltungen daher in kürzeren Zeitabständen erfolgen. Besonders die Umschaltungen der Sender verursachen dabei erhebliche Übertragungsstörungen.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verkehrsfunksystem anzugeben, bei dem während des Durchfahrens der Überlappungszone zwischen zwei Feststationen, die dabei etwa dieselbe Feldstärke empfangen, auch beim Verkehr mit sehr schnellen Fahrzeugen eine stabile Senderumsehaltung gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird mit den im Patentanspruch angegebenen Mitteln gelöst.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verkehrsfunksystems wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beispielsweise erläutert.

Fig. i zeigt schemalisch die Strecke eines Zuges und das entlang derselben eingerichtete Fernsprechsystem;

F i g. 2 zeigt einen Differenzverstärker zur Empfängerausv.ahl:

F i g. 3 zeigt Ausführungsbeispiele für Zeitsteuerungen zur Stabilisierung der Senderumschaltung;

F i g. 4 zeigt ein Diagramm der zeitlichen Abläufe in den Anordnungen nach F i g. 3.

In der F i g. 1 sind entlang einer Strecke 31, auf der Züge 30 mit großer Geschwindigkeit fahren können, Sende/Empfangsstationen 32 aufgestellt. Jede dieser Stationen ist über eine Drahtverbindung, die durch Telefonmasten 33 angedeutet ist, mit einer Auswahlschaltung 34 verbunden. Diese betätigt einen Wähler 35, der diejenige Station an eine nicht gezeigte Fernsprechzentrale über eine Leitung 36 anschaltet, in deren Nähe sich der Zug gerade befindet.

Jede der Stationen 51, 52, S3 ... Sn weist einen Sender und.einen Empfänger auf. Bei der StationSI ist die Sendeantenne mit 33 und die Empfangsantenne mit 39 bezeichnet. Wie durch die Antenne 41 und 42 angedeutet, verfügt auch der Zug über einen Sender und einen Empfänger. Jede der Feststationen 32 versorgt einen weiten Bereich der Strecke, der für die Station 51 mit

43 angegeben ist.

Die entlang der Strecke aufgestellten Festempfänger nehmen die von dem Fahrzeugsender des Zuges ausgesandten Signale auf und geben diese an einen Differenzverstärker in einer Auswahlschaltung 34 weiter der für jeden Festempfänger einen Eingang hat. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers läßt erkennen, welcher Festernpfänger gerade die meiste Energie erhält. Der zum ausgewählten Empfänger gehörige Sender wird eingeschaltet, so daß er die Telefonsignale von der Zentrale zum Zug überträgt.

Die Überlappungszonen, in denen die benachbarter Feststationen mit gleicher Energie senden und empfan gen, sind in F i g. 1 schraffiert gezeichnet, und eine da von ist mit der Bezugsziffer 44 versehen. Wie in F i g. 1 aus der Stellung des Wählers zu erkennen ist, verkehr der Zug gerade über die Feststation 51 mit der Fern sprechzentrale. Wenn er ^ber in die Überlappungszon«

44 gelangt, muß die Auswahlschaltung 34 den Wähle 35 einen Schritt weiterstellen, wobei der Sender de Station 51 ausgeschaltet, der Sender der Station 52 ein geschaltet und der Empfänger der Station 52 an dii Fernsprechzentrale angeschaltet wird. Die zugehörigei Steucrschaltkreise sind in der F i g. I nicht gezeigt.

Die Auswahlschaltung 34 enthält einen Differenzver stärker 49, der an die Empfangsantennen 39 und 50 de Feststationen 51 bzw. 52 angeschlossen ist.

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Der Differenzverstärker 49 kann irgendeine geeignete Ausführungsform haben. Hier ist er dargestellt als ein Paar von NPN-Transistoren Sl und 52 mit einem großen gemeinsamen Emitterwiders.und 55. Spannungen, deren Größen den jeweiligen Empfangsfeldstäiken entsprechen, werden an die Basen der Transistoren 51 und 52 gelegt. Der Transistor, der die größte Vorspannung erhält, wird eingeschaltet und zieht den ganzen Strom, der durch den großen Widerstand 55 fließen kann. Wenn z. B. das Signal von der Antenne 39 größer ist als das Signal von der Antenne 50, wird der Transistor 51 leitend und der Transistor 52 gesperrt. Die Ausgangsspannung bei 53 ist negativ und die bei 54 positiv. Diese Signale werden einer nicht gezeigten Steuerschaltung zugeführt, welche den Sender der Feststation 51 ein- und den Sender der Feststation 52 ausschaltet.

Ist der Zug ein Stück weitergefahren, uann empfängt die Antenne 50 das größere Signal, der Transistor 51 wird aus- und der Transistor 52 eingeschaltet. Die bei 53 und 54 erscheinenden Signale gelangen an die Steuerschaltung, welche den Sender der Feststation Sl aus- und den Sender der Feststation S2 einschaltet.

Da diese Umschaltung noch in der Übertragungszone durchgeführt wird, erfolgt ohne zusätzliche Maßnahmen wieder die Senderumschaltung von der Fest- an station 52 auf die Feststation Sl, wenn bereits ein schwacher Signalschwund an der Empfangsantenne 50 auftritt. Dieser Vorgang kann sich in unerwünschter Weise öfter wiederholen und verursacht die eingangs erwähnten Störungen der Übertragungsgüte.

Die Zeilsteuerungen, die dazu vorgesehen sind, diese Störungen zu vermeiden, werden nun an Hand der F i g. 3 und 4 erläutert. Normalerweise arbeiten der Sender und der Empfänger derselben Feststation gleichzeitig. Entfernt sich aber der Zug aus dem Bereich der Station Sl, dann erhält die Empfangsantenne 50 ein größeres Signal als die Empfangsantenne 39, so daß der Empfänger der Feststation Sl abgeschaltet wird. Dieser Zustand, bei dem der Empfänger mit der Antenne 39 in der Feststation abgeschaltet und der zugehörige Sender eingeschaltet ist, setzt eine Zeitsteuerung in Gang, welche den Sender der Station S2 einschaltet, deren Empfänger bereits angeschaltet ist. Innerhalb der vorgegebenen Zeitverzögeiung während der die Überlappungszone durchfahren wird, bleibt die Senderumschaltung, welche sonst auf die größere Empfangsfeldstärke anspricht, gesperrt.

Wenn zum Beispiel der Zug 30 gerade den Streckenabschnitt 43 durchfährt, erfolgt die Übertragung über den Sender und den Empfänger der Feststation Sl. Bei diesem Zustand liegt über Schaltmittel, die nicht Gegenstand der Erfindung sind, ein Signal am oberen Eingang einer UND-Stufe 60 (F i g. 3), sowie ein Signal am unteren Eingang der UND-Stufe 60. Dadurch ist der Ausgang der UND-Stufe 60 stromführend und bewirkt, daß eine Empfängerzeitsteuerung 61 nicht ausgelöst werden kann.

Verläßt der Zug 30 die Strecke 43 (F i g. 1) zur Zeit (/ (F i g. 4), dann wird der Transistor 52 leitend und betätigt das Relais RS2 (F i g. 3), um den Empfänger mit der Antenne 50 an die Fernsprechzentrale anzuschalten. Ein nicht dargestelltes Relais RSi fällt ab, um den Empfänger der Station SI abzuschalten (Kurven RSi und RS2, F i g. 4).

Der Kontakt RS21 schaltet den unteren Eingang der UND-Stufe 60 und damit das Rückstellsignal für die Empfängerzeitsteuerung 61 ab. Die Zeitsteuerung wird ausgelöst (Zeit //, Kurve RSTfii) und bleibt für eine vorgegebene Zeit ausgeschaltet, während der sich die Empfängerumschallung stabilisieren kann. Wenn sich die Feldstärke an der Empfargsantenne 50 wiedet etwas vermindert (f3, Fig.4) zieht das zum Empfänger mit der Antenne 39 gehörende Relais RSi wieder an, und das zum Empfänger mit der Antenne 50 gehörende Relais (RS2) fällt ab. Sobald der Kontakt RS2i wieder schließt, ist der Ausgang der UND-Stufe 60 stromführend und löst, wie die Kurve RSTfii zur Zeit f3 zeigt, die Zeitsteuerung 61 wieder aus. Erhält kurz darauf die Empfangsanlenne 50 wieder die volle Feldstärke (Zeit f4), so wird dieser Empfänger wieder angeschaltet. Die UND-Stufe 60 wird wieder ausgeschaltet und die Zeitsteuerung 61 dadurch erneut ausgelöst. Jedoch ist dafür gesorgt, daß die Senderumschaltung erst dann erfolgen kann, wenn die Empfängerzeitsteuerung dies nach einer bestimmten Zeit zuläßt. Nach Fig.4 kehrt die Empfangszeilsteuerung erst dann in die Ruhelage zurück, wenn die Empfängeranschaltung mindestens 30 see lang stabil geblieben ist. Somit hat die Betätigung des Relais RSl zur Zeit f3 keine Bedeutung für die Senderauswahl.

Wie das Diagramm für das Relais 752 zeigt, wird der Sender der Feststation S2 eingeschaltet, wenn der zugehörige Empfänger zur Zeit il angeschaltet wird. Da nach dem Diagramm für das Relais TSl auch der Sender der Feststation Sl eingeschaltet ist, besteht die Bedingung, daß zwei oder mehrere Sender in Betrieb sind, und somit ist der Kontakt TS 2/5 geschlossen. Dadurch gelangt ein Rücksiellsignal an den Eingang einer Zeitsteuerung 63, um diese daran zu hindern, die kürzeste Einschaltzeit für den Sender einzustellen, wie dies durch die Kurve Senderzeitsteuerung 63 in F i g. 4 dargestellt ist. Demnach kann die Zeitsteuerung 63 nicht ablaufen, solange zwei Sender eingeschaltet sind, und der Kontakt Γ52/5 geschlossen ist.

Zur Zeit Q. schaltet der Sender mit der Antenne 38 der Feststation Sl ab, und der Kontakt TS 2/5 ist nicht mehr geschlossen. Nun tritt die Zeitsteuerung 63 für eine Zeit von 30 Senkunden in Tätigkeit, während der kein anderer Sender eingeschaltet werden kann.

In der Zeit, in der die Zeitsteuerungen 61 und 63 arbeiten, ist die UND-Schaltung 64 gesperrt. Wenn die UND-Schaltung 64 zur Zeit M gesperrt wird, schließt der Kontakt 64a, und über das Relais RS2 gelangt Masse an das Relais 752, um den Sender der Feststation S2 auszuwählen. Sobald das Relais 752 angezogen ist (Zeit (1) schließt der Kontakt TS21. um das Relais 7"S2 über einen Ruhekontakt OLCl eines OLCRelais einer Übergangssteuerung 66 zu halten.

Die Übergangsr.teuerung 66 beginnt zur Zeit fl zu arbeiten, wenn zwei Sender gleichzeitig eingeschaltet und der Kontakt 7"S2/5 geschlossen ist. Jedem der Sender entlang der Strecke ist ein einstellbprer Widerstand 17 zugeordnet, der so eingestellt ist, daß er die Eigenschaften des betreffenden Senders berücksichtigt. Wenn die Umschaltung beispielsweise vom Sender der Station Sl zum Sender der Station S2 erfolgt, arbeiten Jie Relais TSl, 732, RSi gleichzeitig. In diesem Fall bestimmt der Widerstand 68 die Zeitverzögerung der Übergangssteuerung 66. In gleicher Weise erfolgt der gleichzeitige Anzug der Relais 7"S4, TS5 und RS5, wenn ein Übergang von der Station S4 zur Station S5 erfolgt. Dabei wird der Widerstand 69 eingeschaltet, der die für diesen Übergang notwendige Verzögerungszeit festlegt. Die Übergangssteuerung 66 bestimmt die Zeitverzögerung für alle beteiligten Relais- und Schaltkreise und für das Einschalten des Senders, bis dieser mit vol-

ler Leistung sendet. Wenn die Verzögerungszeit 66 abgelaufen ist, öffnet das Relais OLCden Kontakt OLO. und das Relais TSl kann wieder normal arbeiten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

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Palentanspruch:

Verkehrsfunksystem mit einer einzigen Trägerfrequenz für den Fernsprechverkehr mit Fahrzeugen, die jeweils mit einem Sender und einem Empfänger ausgerüstet sind und innerhalb eines Gebietes fahren, in dem sich in Abständen Feststalionen mit jeweils einem Festsender und einem Festempfänger befinden und bei dem eine Auswahlschaltung vorgesehen ist, die das Signal desjenigen Festempfängers an eine Fernsprechzentrale anschaltet, der von der Fahrzeugstation die größte Energie erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahlschaltung für jede Übergaiiszone eine getrennt einstelibare Zeitsteuerung (61, 63, 66) enthält, die nach Anschalten des Senders und des Empfängers der in Fahrtrichtung folgenden Feststation und nach Abschalten des seither eingeschalteten Empfängers und Senders für eine bestimmte Zeit verhindert, daß ao die beiden Sender bei Schwankungen der Signalstarke in den zugehörigen Empfängern wieder in den ursprünglichen Zustand zurückgeschaltet wer den.