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Punktelefoniesystem Die Erfindung bezieht sich auf ein Funktelefoniesystein
zur ffbertragung von Nachrichten mittels digitaler Signale, wie mittels nulscode-
oder pulsdeltamodulierter Signale, bei dem die Antenne für den Empfänger sich in
einem Gebiet befindet, in dem sich mehrere auch reflektierte elektromagnetische
Wellen vom gleichen Sender überlagern, vorzugs weise Funktelefoniesystem, bei dem
wenigstens eine der miteinander korresnondierenden Stationen als mobile Anlage ausgebildet
ist.
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Beim Empfang elektromagnetischer Wellen im Gebiet diffuser Reflexion
treten häufig durch Auslöschung von Wellenzügen an bestimmten Empfangsorten sehr
starke selektive Schwundeinbrüche auf, die selbst bei der digitalen Nachrichtenübertragung
die Signalverständlichkeit unmöglich machen.
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Dies ist besonders beim mobilen Betrieb von Sendern und/ oder Emnfangern
feststellbar und insbesondere in Gebieten, bei denen das Emplangssignal wegen mangelnder
Sicht zum Sender nur noch auf durch Reflexionen gegebenen Umwegen eintrifft. Man
hat jedoch festgestellt, daß auch an diesen Orten minimaler Emnfangsfeldstärke dann
wieder ein besserer Emnfang möglich ist, wenn der Sender mit einer der ursprünglichen
Frequenz benachbarten Trägerfrequenz arbeitet. Bei Funktelefoniesystemen, bei denen
Gegensnrechverkehr notwendig ist, kann jedoch auch bei Auswertung dieser Erkenntnis
keine Verständigung zwischen beiden Stationen erfolgen,
da zur Absprache
eines Freuenzwechsels, selbst wenn es aus frequenzplanungstechnischen Grunden möglich
wäre, auf eine neue Frequenz umzuschalten, bei der eine Verbindungsaufnahme u.U.
möglich wäre, eine vorhergehende Verständigung zwischen beiden Teilnehmern Voraussetzung
ist. Ferner ist Voraussetzung fur den freien Frequenzwechsel, daß in der Frequenz
genügend abweichende Beerkanäle zur Verfügung stehen, damit durch probeweises Ausweichen
auf einen dieser Kanäle festgestellt werden kann, vrelche Trägerfrequenz eine erneute
Verständigung ermöglicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System anzugeben, das
auch unter den obigen schwierigen Empfangsbedingungen eine bessere Nachrichtenübertragung
ermöglicht0 Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Funktelefoniesystem zur Ubertragung
von Nachrichten mittels digitaler Signale7 wie mittels nulscode- oder pulsdeltamodulierterSignale,
bei dem die Antenne für den Empfänger sich in einem Gebiet befindet, in dem sich
mehrere auch reflektierte elektromagnetische Wellen vom gleichen Sender überlagern,
vorzugsweise Funktelefoniesystem, bei dem wenigstens eine der miteinander korrespondierenden
Stationen als mobile Anlage ausgebildet ist, gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
daß die Antenne der Empfangsstation aus einer Gruppenanordnung besteht, deren Diagramm
mittels elektronischer Schalter einstellbar ist, so daß eine in einem Raumgebiet
umlaufende Vorzugsempfangsrichtung entsteht, und daß eine Einrichtung vorgesehen
ist, die in gewissen, vorzugsweise periodischen Zeitabständen, sum Aufsuchen der
Diagrammeinstellung für optimalen Empfang das Antennendiagramm im Abtastgebiet verändert
und anschliei3end den Zustand optimalen Empfangs einotellt.
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Es ist dabei vorteilhaft, wenn zur besseren Beurteilung der Antenneneinstellung
für optimalen Empfang von der sendenden Station für die Dauer des empfangsseitigen
Suchvorgangs für optimale Empfangsbedingungen z.B. eine feststehende Testimoulsfolge
in periodischen Zeitabständen, vorzugsweise mehrfach zwischen den Zeitabständen
zur Übertragung der eigentlichen Nachricht ausgetrahlt wird.
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Vorteilhaft wird hierzu die Testimpulsfolge von einer an sich im System
vorhandenen Verschlüsselungseinrichtung (Kryptologieeinrichtung) für die digitalen
Signale erzeugt.
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Zur Ontimierung der Signalübertragungsverhältnisse ist es zweckmäßig,
wenn das Antennendiagramm der sendenden und/oder empfangenden Station während des
Suchvorgangs für die optimalen Empfangsbedingungen Bereiche horizontaler, vertikaler
und zirkularer Polarisation überstreicht.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn während des Suchvorgangs nach der
optimalen Empfangsrichtung für den Fall, daß der Prüfvorgang eine fehlerhafte Nachrichtenübertragung
ergibt, ein oder mehrere weitere Suchvorgänge durch eine Rückmeldung von seiten
der Ernnfangsstation zur Sendestation angeregt werden, und zwar mit in kleinen Schritten
veränderten sendeseitigen Trägerfrequenzen.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn während des Suchvorgangs nach der
optimalen Empfangsrichtung für den Fall, daß der Prüfvorgang eine fehlerhafte Nachrichtenübertragung
ergibt, ein oder mehrere weitere Suchvorgänge durch eine Rückmeldung von seiten
der Empfangsstation zur Sendestation angeregt werden, und zwar mit in Schritten
veränderter Richtcharakteristik des Antennendiagramms der Sendeseite.
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Ferner ist es vorteilhaft, wenn emnfangs- und/oder sendeseitig durch
eine weitere Einrichtung während des Suchvorgangs die Bedingungen für optimale Empfangs
qualität festgestellt werden und der Gegenstation mitgeteilt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin,
daß die Rückmeldung der Empfangsstation mit gegenüber der normalen Nachrichtenübertragung
wesentlich geringerer Bitrate /sec. erfolgt, und daß der Empfänger der Sendestation
nach der Aussendung der Testimpulsfolge automatisch auf Emnfang mit der obigen Bitrate
angepaßter geringerer Bandbreite geschaltet wird, und daß gegebenenfalls notwendige
weitere Rückmeldungen zwischen beiden Stationen ebenfalls mit langsamer Bitrate
/sec. und geringer Empfangsbandbreite vorgenommen werden.
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Auch kann es vorteilhaft sein, wenn. der gleiche Nachrichteninhalt
auf verschiedenen Radio-Trägerfrequenzen mehrfach ausgesendet wird.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß auch im Gebiet diffuser
Reflexion, z.B. innerhalb geschlossener Ortschaften an jedem beliebigen Ort der
Empfang einer zwar gegebenenfalls reflektierten oder mehrfach reflektierten Welle
mit einwandfrei zu entzifferndem Signalinhalt möglich ist, wenn eine Richtantenne
verwendet wird, die selbsttätig ihr Diagramm, und zwar innerhalb eines weiten Bereiches
und möglichst auch innerhalb mehrerer Polarisationsrichtungen, die Richtung optimaler
Empfangsfeldstärke suchend verändert. Während dieser Zeit des Suchens wird zweckmäßig
von der Sendeseite zwischen der eigentlichen Nachrichtenübertragung eine leicht
erkennbare und nach dem Passieren der Kryptologieeinrichtung stets gleichbleibende
Testimpulsfolge ausgesendet. Die
ontimale Ausrichtung des Antennendiagramms
wird bevorzugt nach den Feldstärkeverhältnissen vorgenommen, kann jedoch auch in
Ausnahmefällen nur nach der anhand des Testprogrammes feststellbaren Übertragungsqualität
vorgenommen werden. Durch dieses Vorgehen läßt sich bereits in einem Großteil der
Orte mit schlechten Empfangsbedingungen, also nicht direkter Sicht zum Sender, eine
einwandfreie Signalübertragung erreichen. Es ist vorteilhaft, zusätzlich noch -
nach Art des ransceiverbetriebs auf Gleichwelle - eine Rückmeldung von der Empfangs-
zur Sendeseite und/oder umgekehrt vorzusehen, die der Gegenstation mitteilt, daß
der Empfang des normalen Testprogramms in keinem Fall für eine gute Nachrichtenübertragung
ausreichend ist.
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Diese Rückmeldung kann dann mit einiger Sicherheit vorgenommen werden,
wenn in solchen Fällen die Übertragung mit geringerer Bitrate /sec. (im folgenden
Text einfachheits halber nur mit Bitrate bezeichnet) und kleinerer Empfängerbandbreite
vorgenommen wird. Auf diese Mitteilung hin kann der Sender seine Frequenz und/oder
sein Antennendiagramm so lange in Schritten verändern, bis die Empfangsstation guten
Empfang meldet, d.h. daß nun eine Nachrichtenübertragung mit höherer Bitrate /sec.
möglich ist. Die Durchführbarkeit eines solchen Systems ist deshalb gegeben7 da
bereits mit geringem Aufwand mit Schaltdioden arbeitende Umsehaltsysteme für die
Diagrammeinstellung von mit mehreren Elementen ausgestatteten Sende- oder Empfangsantennen
erstellbar sind.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.
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Die Fig. 1 zeigt zur Veranschaulichung des Sachverhalts eine Xunktelefoniestation,
bestehend aus dem Erzeuger für die Hochfrequenz G, einen Modulator Mund einer Abstimmeinrichtung
AE
zur Einstellung der Sendefrequenz des Generators G. Der Antennenanschluß des Hochfrequenzsenders
führt über einen Mehrwegeschalter S, der hier der Einfachheit halber als mechanischer
Schalterdargestellt ist, auf ein Antennensystem, z03. mit mehreren Einzelstrahlern.
Ein solcher Fall ist in der Fig. 1 dargestellt, bei dem ein Schalter S über ein
Abschirmblech AB in ihrem Strahlungsvcrhalten weitgehend voneinander getrennte EinzelstrahlerS1
bis S4 speist. Es werden so der Reihe nach ein und zeitweise auch zwei nebeneinander
liegende Einzelstrahler gleichzeitig gespeist, um eine rotierende Richtcharakteristik
zu erzielen. Zwei Stellungen des Schalters sind in der Fig. beispielsweise dargestellt.
Bei der ausgezogenen Schaltstellung befindet sich der Generator im Kontakt mit dem
Einzelstrahler 52 allein. Bei der gestrichelt gekennzeichneten Schaltstollung sind
die Antennensysteme S1 und S4 parallel angeschaltet. Wie durch den die Drehrichtung
anzeigenden Pfeil, die strichpunktierte Linie und die Steuereinheit STE angedeutet,
wird der Schalter durch die Einrichtung StE in Rotationsrichtung in einzelnen Schritten
weitergeschaltet. Die Steuereinheit wird vorzugsweise als elektronische Schaltung
ausgeführt, ebenso wie der als mechanische Schalter dargestellte Schalter S.
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Es ist auch, um ein weiteres Beispiel zu nennen, an ein System gedacht,
bei dem, wie in der Fig. 2 dargestellte auf einem trommelförmigen Isolierkörper
Tr, beispielsweise nach Art der gedruckten Schaltungn Einzeldipole S1 bis S4 rotationssymmetrisch
aufgebracht sind, die über einstellbare Laufzeitglieder Ll bis 4 vom Generator her
gemeinsam gespeist sind. Die Steuerung der Laufzeit für diese:'Gliedor geschieht
über die Steuereinrichtung STE in dem Sinne, daß wie bei der Pig. 1 ein Antennendiagramm
mit
umlaufender Richtcharakteristik entsteht. Es ist so, wie in der Fig. 3 angedeutet
möglich, daß die Antenne A, deren Diagramm mit D angedeutet ist, eine in Schritten
in Rotationsrichtung (angedeutet durch den Pfeil) fortschaltbare umlaufende Richtcharakteristik
erzeugt.
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Der Schalter S besteht zweckmäßig aus elektronischen Elementen, z.B.
spannungsgesteuerten Schaltdioden, deren Scllalt-nannungen periodisch so verändert
werden, daß die gewünschte Rotation des Antennendiagramms erzielt wird.
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Eine weitere Möglichkeit für die Erzeugung einer solchen umlaufenden
Richtcharakteristik besteht in der Verwendung sogenannter "Phased array"-Antennen.
Es sind auch andere bekannte Mehrfachantennensysteme ("integrierte Antennensysteme")
für die Erzeugung des gewünschten Diagramms verwendbar.
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Dieses Antennensystem kann in analoger Form auch bei der Empfangsstationverwendet
werden, d.h. daß dann anstelle des Hochfrequenzgenerators der Empfänger mit Abstimmeinrichtung
und Demudolator tritt.
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Das Antennensystem kann jedoch für höhere Ansprüche auch wesentlich
komplizierter aufgebaut sein, wodurch sich erreichen läßt, daß mit einem entsnrechend
ausgebildeten neriodischen Schalter S die Hauptkeule des Antennendiagraninis nicht
nur in einer horizontalen Ebene rotiert, sondern daß das Antennendiagramm gleichzeitig,
insbesondere im Stad-bbereicll und in gebirgigen Gelände, in periodischer Folge
auch in der Vertikale verändert wird, wodurch bei mehreren Umläufen ein sektorförmiger
Raum überstrichen wird. Ferner ist es in manchen Fällen von Vorteil, das Antennendiagramm
neriodisch so umzuschalten, daß auch zirkular polarisierte oder beliebig vertikal
oder
horizontal polarisierte Wellen nach automatischer wechselseitiger
Absprache zwischen den Stationen optimal von den Antennen aufgenommen bzw. gesendet
werden.
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Wird nun ein derartig aufgebautes Punktclefoniesystem in einem Gcbict
diffuser Reflexion der zu empfangenden elektromagnetischen Wellen betrieben und
erfolgt auf der Empfängerseite eine entsprechend schnelle Auswertung der Empfangsfelastärke
abhängig von der Richtung der Hauptkeule des -Antennendiagramms, so wird diese Einrichtung
bereits nach einem oder spätestens nach mehreren Umläufen die Richtung feststellen,
aus der die zu empfangenden elektromagnetischen Wellen mit maximaler Feldstärke
einfallen. In solchen Gebieten mit diffuser Reflexion der elektromagnetischen Wellen,
2;.B. im Häusermeer einer Großstadt, ist nämlich häufig ein relativ guter Empfang
eines nicht im Sichtbereich der Empfangsantenne liegenden Senders über eine oder
gegebenenfalls mehrere sich phasenrichtig addierende Komponenten reflektierter Energieanteile
der ausgesendeten Wellen möglich. Wird nun gemäß dem Vorschlag nach der Erfindung
diese Tatsache ausgenutzt und ist der Bitfluß der Nachrichtenübertragung gegenüber
der Umlaufdauer für den Suchvorgang für die optimalen EmDfangsbedingungen nicht
allzu groß, so können gegebenenfalls unter geringen Verlusten an Nachrichteninhalt
oder besser während Sprechpausen weitere, die optimale Antennenausrichtung korrigierende
Suchvorgänge zwischengeschaltet werden.
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Der materielle Aufwand für ein derartiges System mag zunächst hoch
erscheinen, er ist es jedoch im allgemeinen aus folgenden Gründen nicht. Einerseits
werden derartige Funktelefoniesysteme zwischen Stationen, von denen wenigstens eine
mobil ist, beispielsweise des öffentlichen Landfunks, oder bei militärischen Einrichtungen,
an sich
schon einen relativ hohen Aufwand bei der sendenden oder
empfangenden Station haben, denn es ist ja in den meisten Fällen notwendig, die
ausgesendeten Signale in einer verschlüsselten Pulsmodulation, z.B. in Pulsdeltamodulation
zu modulieren, damit nicht Jedermann ohne weiteres ein Abhören des Nachrichtentextes
möglich ist. Meist ist hierzu eine Kryptologieeinrichtung, d.h. eine Einrichtung
zur Verschlüsselung der Digitalsignale vorgesehen. Diese arbeitet im allgemeinen
nach der Art eines elektronischen Rechners, der den ausgesendeten Signalen eine
bestimmte Programmfolge vorschreibt. Diese Verschlüsselungseinrichtung kann ohne
Schwierigkeiten im allgemeinen auch dazu herangezogen werden, in gewissen Zeitabständen
das periodische Absuchen der optimalen Empfangsbedingungen zu veranlassen. Letzteres
ist besonders dann wichtig, wenn sich das Fahrzeug während der Übertragung bewegt,
so daß gegebenenfalls eine relativ häufige und schnelle Korrektur des Antennendiagramms
zum Aufsuchen der optimalen Emnfangsbedingungen wünschenswert ist.
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Wenn es erforderlich ist, daß auch während der Umlaufzeit des Antennendiagramms
keinerlei Nachricht verlorengeht, ist es zweckmäßig, wenn Sender und Empfänger so
durch eine Synchronisiereinrichtung (abgoleitet vorder Kryp'tologieeinrichtung)
gesteuert werden, daß (während des Umlaufes) von der Sendeseite eine feststehende
Testimpulsfolge in periodischen Zeitabständen ausgesendet wird, die auf der Emufängersite
leicht als solche durch dessen Sucheinrichtung erkannt werden kann. Es ist, ähnlich
wie bei Pcrnschsystemen, dadurch leicht möglich, durch die Kryptologieeinrichtung
auf der Sendeseite den Rhytmus des Absuchens auf der Empfangsseite ohne Rückmeldung
zu synchronisleren. Diese Testimpulsfolge kann dann auch auf der Em9fängrseite hinsich-blich
der Feldstärke und/oder der
richtigen Wiedergabe, d.h. hinsichtlich
der Empfangsbedingungen, besser ausgewertet werden als der Nachrichtenfluß. Es ist
vor allem vorgesehen, die Aussendung der Testimpulsfolge ohne Unterbrechung des
Nachrichtenflusses vorzunehmen. Dazu ist lediglich erforderlich, die digitalisierte
Nachricht sendeseitig zeitlich etwas zu verkürzen und zusneichern und emnfangaseitig
wieder zu dehnen, so daß ein Zeitraum für die Einblendung der Testimpulsfolge frei
bleibt.
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So kann z.B. während jeder Sekunde eine Testimpulsfolge von einigen
ms Zeitdauer ausgesendet werden und gleichzeitig zur optimalen Ausrichtung des Antennendiagramms
verwendet werden0 Durch die Anwendung der vorbezeichneten Mittel läßt sich besonders
beim Vorliegen diffuser Reflexionen im Nahbereich der beiden Stationen etwa im Umkreis
von einem oder auch mehreren Kilometer in den allermeisten Fällen bereits eine einwandfreie
Nachrichtenübertragung herstellen.
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Eine weitere Verbesserung der Sicherheit der Nachrichtenübertragung
läßt sich durch Anwendung der nachfolgend erläuterten Mittel erreichen.
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Wenn der sogenannte Nahbereich überschritten wird, sind auch bei Anwendung
der oben geschilderten erfindungsgemäßen Mittel im allgemeinen Orte vorhanden, bei
denen auch die über die optimale Reflexion kommende Welle, æ.B. wegen Selektivschwunds,
keine gute Nachrichtenübertragung sicherstellt. In solchen Fällen ist es jedoch
häufig möglich, daß bereits bei kleiner Frequenzänderung gegenüber der ursprünglichen
Trägerfrequenz wieder eine reflektierte Welle bei der Emufangastation feststellbar
ist, die wesentlich günstigere Ltbertragungsbedingungen sichert. Es ist dazu jedoch
nötig, die Trägerfrequenz des Senders in kleinen Schritten von z.B. einigen 10 KHz
solange zu ändern, bis
der Emnfänger anhand des Testimsulsprogramms
einwandfreien Emnfang, d.h. bis der Empfänger die Vollständigkeit des z.B. verschlüsselten
Testimpulsprogramins feststellt. Hierzu wird jedoch im allgemeinen eine Rückmeldung
von der Empfangsseite zur Sendeseite notwendig. Diese Rückmeldung kann deshalb mit
einiger Sicherheit auch bei sehr schlechten Ubertragungsbedingungen vorgenommen
werden, da für die Rückmeldung einer wesentlich langsameren Bitrate, d.h. mit einem
gegenüber der Signalübertragung einfacheren und länger dauernden digitalen Signal
vorgenommen werden kann. Stellt also in solchen Fällen die Empfangsstation fest,
daß auch bei Veränderung .ihres Antennendiagramms ein einwandfreier Emnfang des
Testimpulsprogrammes nicht mehr vorhanden ist, so sendet sie in der erwähnten Art
ein Rückmeldesignal aus, das der sendenden Station mitteilt, es sei notwendig, eine
Veränderung der Sendefrequenz1 gegeebenfalls bei gleichzeitig langsamer Pulsfolge,
vorzunehmen.
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Erst bei der Fequenz,-bei der die Verbindung für die Signalübertragung
wieder in Ordnung befunden wird, wird seitens des Empfängers eine entsprechende
Rückmeldung gesendet, die der Sendeseite mitteilt, daß nunmehr einwandfreier Empfang,
gegebenenfalls mit schnellerer Imnulsfolge, möglich ist.
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Für diese Frequenzänderung muß von vornherein ein bestimmter Frequenzbereich
in das System eingeplant werden, beispielsweise derart, daß fünf verschiedene Trägerfrequenzen
innerhalb eines insgesamt 200 KHz breiten Bandes zur Auswahl stehen, also eine Mittenfrequenz,
auf der normalerweise die Übertragung erfolgt (Hauntkanalfrequenz) und zwei beidseits
davon um 50 bzw. 100 Kflz abliegende Ausweichfrequenzen.
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Wegen der möglichen Nichtreziprorität der Funkfelder oder auftretenden
Störungen, die sich wegen der örtlichen Lage nur bei einem der Teilnehmer bemerkbar
machen, kann es hierbei auch notwendig werden, den optimalen Gegensprechverkehr
bei
unterschiedlichen Trägerfrequenzen vorzunehmen, und diese optimalen Trägerfrequenzen
zu suchen.
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Hierbei ist es vorteilhaft, bei Verwendung von je nur einem Synthesizer
(Rechner in der Kryptologiecinrichtung) beim Sneder und beim Empfänger eine Pxogrammsteuerung
in der Form vorzuaehen, daß entsprechend den Ergebnissen der Suchvorgänge am Synthesizer
beim Gegensprechen die jeweilige Sende- oder Empfangsfrequenz auch richtig eingestellt
wird.
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Die Frequenzumsteuerung muß dann von der Sendeempfangstaste veranlaßt
werden. Beim Senden kann z.B. der Kanal 1, beim Empfang der Kanal 5, optimal sein.
Es ist vorteilhaft, während des Suchvorganges ein periodischen Abtasten einer Reihe
von aufeinanderfolgenden Kanälen vorzunehmen.
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Bei äußerst schlechten Übertragungsverhältnissen kann es notwendig
werden, wegen der vielen vorzunehmenden Operationen gegebenenfalls bei kleiner Bitrate
durch ein Signal seitens der Auswerteeinrichtung dem Bedienungspersonal die Schwierigketten
anzuzeigen und ein Anhalten des Pahrzeuges anzuraten.
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Zur Hebung der. Redundanz des Systemskann mit Vorteil7 wenn auch mit
wesentlich erhöhtem Aufwand, auch eine Mehrfachübertragung des Nachrichteninhaltes
auf verschiedenen Radiofrequenzkanälen durchgeführt werden, und zwar derart, daß
nach einer Art Diversisyverfallren das beste -Siggnal ermittelt wird.
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Die oben erwähnten Empfangsfälle treten häufig in bergigen Gegenden
auf, wo, wie in Fig. 4*schematisch gezeigt, die eine Station Sti mit einer anderen
Station St2, obwohl die direkte Entfernung zwischen beiden Stationen nicht allzu
groß ist, nur über einen relativ langen reflektier-ten Umwegstrahl miteinander verbunden
sind. Dieser gegebenenfalls mehrfach an Felswänden und dergleichen reflektierte
Strahl ist in der Fig. 2 mit RS angedeutet.
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Gerade in solchen iEllen kann es ferner von Vorteil sein, zwischen
den beiden Stationen lediglich einen Not-betrieb aufrechtzuerhalten, d.h. einen
Betrieb mit langsamer Bitrate und gegebenenfalls unter Verzicht auf Sprachübertragung.
Während dieses Notbetriebes kann beispielsweise festgestellt werden, in welche Richtung
der ebenfalls mit einer Antenne veränderbare Richtcharakteristik ausgestaltete Sender
strahlen muß, um günstigere tbertragungsbedingungen zu schaffen. Durch langsame
Rückmeldung zwischen den beiden Stationen können so beide Antennenrichtungen für
optimale Übertragungebedingungen festgelegt werden.
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Anschließend kann dan eine Umschaltung auf normale Nachrichtenübertragung
versucht werden. Mit diesen Hilfsmitteln läßt sich eine gegebenenfalls beträchtliche
Reichweitevergrößerung erzielen. Dieses Verfahren ist i.a. deshalb erfolgreich,
da bereits die erste Rückmeldung unter besseren Bedingungen stattfindet. Der Empfänger
wird nämlich an sich bereits beim Umlauf seines Antennendiagramms im ersten Suchvorgang
die optimale Empfangsrichtung und damit seine optimale Senderichtung festgestellt
haben.
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Zur Optimierung der Senderichtung beider Stationen sind prinzipiell
zwei Verfahren möglich. Im ersten Falle befiehlt z.B. die Station I der Station
II, sie solle ihr Antennendiagramm im Absuchbereich, z.B. in der 360°-Ebene in horizontaler
Richtung verändern und meldet anschließend zurück, bei welcher Zeitcinheit die Feldstärke
ontimal war. Durch Mitteilung dieser Zeiteinheit hat der Sender (tation II) wegen
der Verknüpfung mit dem Drehwinkel bereits die optimale Richtung für sein Sendeantennendiagramm.
Einfachheitshalber wird diese Äilderung des Sendediagramllls in gröberen, z.B. in
acht länger dauernden, Schritten vorgenommen.
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Im zweiten Pallwird von der Station II über den ihr zugeordneten Empfänger,
dessen Antenne ebenfalls ein rotierendes Diagramm hat, festgestellt, aus welcher
Richtung die Station I, wenn diese selbst sendet, am besten zu empfangen ist. Dies
ist mit weniger Aufwand verbunden, da dann die Sendeantenne der Station II auf die
gleiche Richtung eingestellt werden kann, aus der ihre EmDfangsantenne optimalen
Emnfangder Station I feststellte. Eine noch einfachere Lösung ist in vielen Fällen
dann gegeben, wenn die Antennen bei beiden Stationen simultan für Senden und Empfang
benutzt werden, was durch Einbau eines einfachen Sendeempfangsschaltersoder einer
Antennenweiche, wenn für Senden und Empfangen verschiedene Frequenzen benutzt werden,
leicht möglich ist. Durch Verwendung von sogenannten PIN-Dioden im elektronischen
Sende-Empfangs-Schalter lassen sich auch größere Sendeleistungen schalten.
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Zum besseren Verständnis eines Verbindungsaufbaus wird nt hfolgend
anhand von Beispielen deren zeitlicher Ablauf erläutert.
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1. Eine anzurufende Station A, z.B. bei der militärischen: Anwendung
des Systems ein Panzerfahrzeug, befinde sich in einem für die Wellenausbreitung
nicht sehr günstigen Geländegebiet. Der Emnfängerder Station A erwartet auf seiner
Hauptkanalfrequenzeinen Anruf. Die Empfangsantenne dieser Station habe zunächst
eine Rundstrahlcharakteristik und die Empfängerbandbreitesci auf "schmal" eingestellt.
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ia. Eine Alternative hierfür kann vorteilhaft darin bestehen, daß
die Empfangsantenne ihr Diagramm - vorzugsweise langsam - rotieren läßt. Unter langsam
ist hiebeizu verstehen, daß die Rotation des Diagramms langsamer erfolgen
soll,
als für die bereits vorgeschilderten Fälle für Korrekturen während der Nachrichtenbertragungsperiode.
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2. Eine weit entfernte Station 3 rufe nun die unter 1 ge nannte Station
A und zwar mit gegenüber der normalen Nachrichtenübertragung stark verringerter
Bitrate. Bei den zuerst unter Punkt 1 genannten VerhGltnissen wird die Station A
mit Wahrscheinlichkeit Empfang auf einer Prequenz erhalten, und zwar unter dem der
Station A eigenenAnrufkennzeichen oder der ihr eigenen &nruffrequenz, falls
den Einzelstationendiskrete Radiofrequenzen, bzw. Rufkennzeichen zugeordnet sind.
Darauf meldet sich die unter 1 genannte Station A nach folgendem Verfahren: Es ist
zunächst vorausgesetzt, daß die rufende Station B nach jedem Ruf auf Emnfang mit
Rundstrahlcharakteristik ihres Antennendiagramms umschaltet und dabei gleichzeitig
die Empfängerbandbreite auf 11schmal" einstellt. Ferner soll die gerufene Station
A, falls sie vorher mit einer Rundstrahlcharakteristik der Emnfangsantennen arbeitete,
bereits während des Ruf eng der Station B die ontimale Einstellung des Empfangs-Antennendiagramms
vorgenommen haben. Unter diesen Voraussetzungen teilt die gerufene Station A der
rufenden Station B nun ihrerseits mit, ob das Signal mit hoher oder nur geringer
Feldstärke ankam. Lag eine hohe Feldstärke vor, so wird die entfernte rufende Station
B zunächst mit Rundstrahlcharakteristik ihrer Sendeantenne weiterarbeiten können,
im anderen Fall wird eine mehr Zeit beanspruchende Ausrichtung ihres Sendeantennendiagramms
nach der Richtung, aus der optimalen Empfang der gerufenen Station A erhalten wurde,
erforderlich sein. Auf diese Weise wird, wenn die Station B wiederum auf Senden
umschaltet, mit großer Wahrscheinlichkeit durch den höheren Antennengewinn eine
höhere Feldstärke bei der gerufenen Station A erzielt.
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Es sind nun zwei Fälle hervorzuheben: 2a. Eine Ausrichtung des Sendeantennendiagramms
der Station B ist nicht notwendig. (hohe Feldstärke) Die Station B beginnt nun mit
der Ausstrahlung eines Testimpulsnrogramms mit der höheren Bitrate. Anhand der Auswertung
dieses Testimpulsprogramms auf der Empfangsseite der Station A kann jetzt geklärt
werden, ob eine gute Nachrichtenübertragung bei höheren Bitraten möglich ist. Die
Testimpulsfolge wird nämlich zeigen, ob, auch im nunmehr breiteren beanspruchten
Frequenzband, beispielsweise Selektivschwund oder andere Arten von Störungen vorliegen.
Das Auswerteergebnis der Station A wird nun der Station ,vcrzugsweise mit der kleineren
Bitrate, mitgeteilt. Falls die Auswertung negativ war, wird nun eine Übertragung
auf den zur Verfügung stehenden Auswahlfrequenzen nach einem vorgegebenen Schema
versucht und jeweils das Testprogramm mit normal schneller Bitrate wiederholt und
ausgewertet, bis entweder eine brauchbare Frequenz gefunden ist oder engezeigt wird,
daß einFunkbetrieb mit normaler Bitrate nicht möglich ist.
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Eine Ausweichmöglichkeit besteht dann u.U. durch Ortsveränderung.
Hat sich eine der Radiofrequenzen als brauchbar erwiesen, so wird die Station A
ihrerseits einen Sendeversuch mit normal schneller gestimnulsfolge und gegebenenfalls
auf verschiedenen Frequenzen unternehmen. Erst jetzt ist der Empfänger der Station
B auf große Bandbreite umgeschältet. Die Station 3 kann ferner, falls dies nicht
bereits geschehen ist, ihr Antennendiagramm zum-Emnfang der Station A optimal einstellen.
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Seitens der Station B erfolgt im Anschluß daran eine erneute Rückmeldung
zur Station A, die bei Vorliegen guter Übetragungsvehältnissc mit schneller Bitrate
und
gegebenenfalls auf der optimalen Sende frequenz erfolgt.
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Gleichzeitig wird dadurch der Station A mitgeteilt, welchcs die brauchbarste
Frequenz nach der Optimierung ihres Empfangsantennendiagramms war, falls mehrere
Übertragungsfrequenzkanäle abgetastet wurden.
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2b. Eine Ausrichtung des Sendeantennendiagraminsder Station B erscheint
aus Gründen mangelnder Feldstärke notwendig.
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Die Station 3 richtet nun ihr Sendeantennendiagramin -falls nicht
ohnehin für Senden und Empfang nicht die gleiche Antenne verwendet wird - gemäß
der optimalen Richtung für den Emnfang der Station A aus. Station A sendet dabei
z.B. das Testimpulsprogramm mit langsamer Bitrate. Erst nach der Herstellung dieses
Zustandes beginnt die Station B die Testimpulsfolge mit schneller Bitrate auszusenden.
Dabei können nun wiederum verschiedene Übertragungskanäle nacheinander überprüft
werden, um einen brauchbaren Ubertragungskanal zu ermitteln.
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Ferner können nun die bereits vorhergehend erläuterten Mehrfachnachrichtenübertragungsarten
verwendet werden, z.3. die Mehrfachaussendung.
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Die Anwendung des erfindungsgemäßen Systems hat ferner den Vorteil,
daß wegen der Anwendung von Antennen uit gerichtetem Diagramm relativ kleine Antennen
verwendet werden können, während auch für eine in der Vertikale bcfindliche Rund
empfangsantenne für die Erzeugung der gleichen Empfangsfeldstärke zumindest wesentlich
größere Antennengebide und meist auch wesentlich höhere Sende-@eistungen notwendig
wären. Diese Rundstrahlantennen wären dann wiederum wegen ihrer mangelnden Richtcharaktcristik
nachteilig, denn durch eine gleichzeitige Enorgie'iufnahme aus mehreren Richtungen
können zusätzliche
Feldstärkeminima innerhalb der Modulationsbandbreite
durch gegennhasige Radiofrequenz-Signale entstehen.
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Die Diodenschalter zur periodischen Umschaltung des Richtdiagramms,
zumindest der Emnfangsantennen, erfordern beim heutigen Stand der Technik ebenfalls
keinen großen A'ufwand, denn da nur relativ geringe Leistungen zu schalten sind,
können relativ kleine und billige Dioden verwendet werden. Ein weiterer Vorteil
ergibt sich, wenn, wie bereits im vorstehenden Text angedeutet, bei den Stationen
Kryptologieclnrichtungen vorgesehen sind, die, mit wenigen zusätzlichen Mittels
ausgestattet, die Aufgabe des periodischen Umlaufs des Antennendiagramms und der
Aussendung eines Testimpulsprogramms mit übernehmen können.
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9 Patentansprüche 4 Figuren