DE19651593A1 - Anordnung zum Optimieren der Datenübertragung über einen bidirektionalen Funkkanal - Google Patents
Anordnung zum Optimieren der Datenübertragung über einen bidirektionalen FunkkanalInfo
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Description
Die Erfindung betrifft und geht aus von einer Anordnung laut
Oberbegriff des Hauptanspruches.
Eine Anordnung dieser Art ist für den Amateurfunkbereich
bekannt (Clover-Verfahren aus CQDL 10/94, S. 709-714). Bei
diesem Clover-Verfahren wird mit Hilfe eines bekannten
Redundanzüberprüfungsverfahren CRC (Cyclic Redundancy Check)
die Zahl der auftretenden Übertragungsfehler empfangsseitig
bestimmt, diese Informationen werden an die Gegenstation
rückübertragen und erlauben dem System, sich mit der Wahl der
Modulationsart an den Funkkanal anzupassen. Außerdem werden
an beiden Stationen während der laufenden Verbindung jeweils
die Phasenverzerrungen und das SNR (Signal/Rausch-Verhältnis)
im empfangenen Signal gemessen. Über das gemessene SNR kann
die Senderleistung auf das für eine einwandfreie Übertragung
notwendige Maß reduziert werden. Bei üblichen Amateurfunk-
Sendern ist keine automatische Steuerung der Leistung des
Senders möglich, so daß diese Leistungsreduzierung beim
Clover-Verfahren von Hand erfolgen muß.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung dieser Art zu
schaffen, die für den anspruchsvolleren kommerziellen
Anwendungsbereich geeignet ist.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Anordnung laut
Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung erfolgt die Auswahl aus
vier verschiedenen senderseitigen Einstellgrößen, von denen
jede Einfluß auf die Qualität der Datenübertragung hat, und
zwar erfolgt die Auswahl jeweils in Abhängigkeit von der
gleichen empfangsseitigen Meßgröße, nämlich der über das CRC-
Verfahren bestimmten Fehlerrate. Bei der erfindungsgemäßen
Anordnung muß also nur eine Meßgröße von der Empfangsseite
zur Gegenstation rückübertragen werden, dadurch ergibt sich
ein einfacher Gesamtaufbau und Fehlsteuerungen werden
weitgehendst vermieden. Welche der vier Einstellgrößen
- a) Größe der aus mehreren Frames bestehenden Datenpakete
- b) Verschiedene höherwertige Modulationsverfahren
- c) Coderate der Vorwärts-Fehlerkorrektur FEC
- d) Ausgangsleistung des Senders
bei Feststellung einer Verschlechterung der Datenübertragung
und damit Änderung der Fehlerrate jeweils geändert wird,
richtet sich einerseits danach, welche dieser Einstellgrößen
ausgehend von der derzeit gewählten Einstellung noch zu einer
die Datenübertragung verbessernden Größe geändert werden
kann. Die Reihenfolge der Änderung der Einstellgrößen a) bis
d) hängt vom jeweiligen Anwendungsfall ab und ist in der
senderseitigen Steuerschaltung vorgegeben. Die jeweilige
Änderung der Einstellgrößen erfolgt senderseitig vollständig
automatisch nur in Abhängigkeit von der rückübertragenen
Fehlerrate.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines
Prinzipschaltbildes an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert.
Die Figur zeigt die senderseitige Datenaufbereitung bei einem
bidirektionalen Funkkanal, die zu übertragenden digitalen
Daten werden in bekannter Weise auf einzelne Pakete
aufgeteilt, die sukzessive dem Sender zugeführt und über den
Funkkanal zur Gegenstation übertragen werden. Die Pakete
setzen sich aus einer variablen Anzahl von Frames zusammen,
die Anzahl der Frames pro Paket hängt von der Güte der
Funkverbindung ab und liegt beispielsweise zwischen 1 und 15.
Jeder Frame besteht seinerseits aus einem beispielsweise 5
Byte langen Haeder aus Kontroll- und Steuerinformationen,
einem anschließenden beispielsweise zwischen 4 und 250 Byte
langem Datenanteil und einem beispielsweise 2 Byte langen
Redundanzcode (CRC). Durch Wahl der Datenmenge je Frame und
Wahl der Anzahl der Frames in einem Paket kann somit
senderseitig die Paketgröße beliebig beispielsweise zwischen
64 Byte und 8 kByte bewählt werden.
Außerdem sind senderseitig beliebige höherwertige
Modulationsarten (wie sie beispielsweise beschrieben sind in
Meinke/Gundlach, Taschenbuch der Hochfrequenztechnik, 5.
Aufl., Kap. 015 bis 029) einstellbar, beispielsweise 2PSK,
4PSK oder BPSK (PSK = Phase-Shift-Keying, Phasenumtastung).
Die Art der verschiedenen wählbaren Modulationsarten hängt
vom jeweiligen Anwendungsfall ab, es ist nur erforderlich,
daß jeweils verschiedene Modulationsarten zur Verfügung
stehen, mit denen sich steigernde Datenraten möglich sind.
Außerdem ist senderseitig die Coderate der FEC beispielsweise
zwischen dem schlechtesten Wert von 1/2 in Schritten über
2/3, 5/6 bis zur optimalen Coderate 1 wählbar.
Schließlich ist auch noch die Leistung des
Hochfrequenzsenders automatisch einstellbar und zwar
beispielsweise zwischen einem niedrigsten Wert von
beispielsweise 10 Watt über einen Mittelwert zur höchsten
Leistung von beispielsweise 100 Watt.
Im Empfänger der nicht dargestellten Gegenstation der Duplex-
Übertragungsstrecke wird in bekannter Weise mit Hilfe der CRC
ein Prüfsummenwert bestimmt, der ein Maß für die Anzahl der
auftretenden Übertragungsfehler ist. Auf diese Weise wird
empfangsseitig festgestellt, ob die Fehlerrate der
Übertragungsstrecke einen vorbestimmten Wert überschreitet
oder unterschreitet. Diese Information über die
Übertragungsqualität wird zum Sender der Gegenstation
übertragen und dient dort zur Auswahl der jeweils günstigsten
Paketgröße, Modulationsart, Coderate der FEC bzw. Leistung,
um so bei einer eventuellen Verschlechterung der
Übertragungsqualität des Funkkanals durch entsprechende
Änderung einer oder mehrerer dieser Einstellgrößen die
Übertragungsqualität wieder zu verbessern oder umgekehrt bei
sehr guter Übertragungsqualität d. h. geringer Fehlerrate eine
oder mehrere dieser Einstellgrößen so zu ändern, daß mit
erhöhter Datenrate Nutzdaten übertragen werden können.
Beim Aufbau der Verbindung werden zunächst Mittelwerte der
wählbaren Einstellgrößen eingestellt, beispielsweise eine
mittlere Paketgröße, die Modulationsart 8PSK, eine FEC-
Coderate von 1/2 und die höchste Senderleistung.
Wird hierbei festgestellt, daß die Fehlerrate einen
vorgegebenen Wert überschreitet, so wird automatisch die
Paketgröße verringert und/oder die Modulationsart auf 4PSK
oder sogar 2PSK herabgesetzt. In diesem Beispiel kann über
die Coderate und die Leistung die Datenrate nicht verbessert
werden, da diese Einstellgrößen bereits ihren optimalen Wert
einnehmen. Wenn jedoch festgestellt wird, daß sich die
Qualität der Übertragungsstrecke wieder bessert, so wird
automatisch von der herabgesetzten Modulationsart 4PSK auf
die höherwertige Modulationsart 8PSK hochgeschaltet,
gleichzeitig wird auch die Paketgröße vergrößert, auch die
FEC-Coderate kann auf 2/3 oder 5/6 vergrößert werden und auch
die Hochfrequenzleistung des Senders kann von ihrem höchsten
Wert auf einen Mittelwert oder sogar den niedrigsten Wert
heruntergeregelt werden. All dies erfolgt automatisch.
Mit einer erfindungsgemäßen Anordnung kann damit automatisch
die Datenrate beispielsweise zwischen 900 bit/s und
5400 bit/s optimal an die jeweilige Qualität des Funkkanals
angepaßt werden und zwar durch entsprechende Wahl der vier
Einstellgrößen.
Claims (2)
1. Anordnung zum Optimieren der Datenübertragung über einen
bidirektionalen Funkkanal, bei dem senderseitig jeweils
verschiedene Modulationsarten wählbar sind und die
Coderate der Vorwärts-Fehlerkorrektur (FEC) sowie die
Senderleistung einstellbar ist und bei dem empfangsseitig
jeweils Einrichtungen (CRC) zum Bestimmen der Fehlerrate
vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils senderseitig in Abhängigkeit von der
rückübertragenen Fehlerrate automatisch die
Größe der Datenpakete
und/oder die Modulationsart
und/oder die Coderate
und/oder die Senderleistung
so geändert wird, daß empfangsseitig eine vorbestimmte Fehlerrate erreicht wird.
Größe der Datenpakete
und/oder die Modulationsart
und/oder die Coderate
und/oder die Senderleistung
so geändert wird, daß empfangsseitig eine vorbestimmte Fehlerrate erreicht wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß dann, wenn die
Fehlerrate einen vorbestimmten Wert überschreitet,
senderseitig zunächst automatisch
die Paketgröße verringert
und/oder auf eine geringerwertige Modulationsart
und/oder auf eine geringere Coderate
und/oder auf eine höhere Leistung umgeschaltet wird,
und bei Unterschreitung des vorbestimmten Fehlerratenwertes umgekehrt.
die Paketgröße verringert
und/oder auf eine geringerwertige Modulationsart
und/oder auf eine geringere Coderate
und/oder auf eine höhere Leistung umgeschaltet wird,
und bei Unterschreitung des vorbestimmten Fehlerratenwertes umgekehrt.
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