DE2005457C3

DE2005457C3 - Funk-Rückstrahl-Abfrage-Antwort-System für zeitabhängig verschiedene Abfragecodes

Info

Publication number: DE2005457C3
Application number: DE19702005457
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 8154 Schaftlach Wagner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-02-06
Filing date: 1970-02-06
Publication date: 1975-12-04
Also published as: DE2005457B2; FR2080962A1; DE2005457A1; FR2080962B1; GB1300698A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Abfrage-Ant wort-System nach dem Funk-Rückstrahlprinzip (ins besondere Sekundärsystem) für zeitabhängig verschie dene Abfragecodes, die zeitlich nacheinander vor einem Abfragegerät ausgesandt und von einem ode

mehreren Antwortgeräten, denen das zeitabhängige Programm der Abfragegeräte bekannt ist, unter Verwendung ebenfalls zeitabhängiger, mit den Abfragecodes nach einer vorgegebenen Verimüpfung verbundener Antwortcodes beantwortet sind, wobei im Abfrage- und Antwortgerät ein Zeitnormal zur Steuerung der Codefolge vorgesehen ist und durch Auswertung der vom Abfragegerät kommenden Signale zwischen Abfrage- und Antwortgerät ein Synchronismus hergestellt wird.

Wenn jedes freundliche Objekt im richtigen Augenblick die gültige Antwort geben soll, so muß es außer der gültigen Aufeinanderfolge der Codes auch die Information besitzen, wann die einzelnen Codes gelten. Ein anfänglicher Gleichlauf der Zeitnormale in Abfrage- und Antwortgerät wird zu einer bestimmten Zeit (z. B. beim Start eines Flugzeuges) hergestellt. Danach werden jedoch auf Grund ι. B. der Oszillatordrift allmählich zunehmende Unterschiede in den Zeitangaben von Abfrage- und Antwortgeräten auftreten. Dafür sind in erster Linie die Taktgeneratoren der Antwortgeräte verantwortlich. Der Synchronismus der Abfragegeräte untereinander könnte dadurch verbessert werden, daß sie über Zeitnormale verfügen, deren Drift über längere Dauer die Funktion des Antwortcodes nicht beeinträchtigen kann. Das Problem wäre weit geringer, wenn man jedem Antwortgerät im Einsatz ein hochgenaues Frequenznormal beifügen könnte. Dieser Aufwand ist jetloch aus Kosten- und Raumgründen zu hoch.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Antwortgeräten Zeitnormale vorzusehen, die einen zeitlich sich ändernden Code bereitstellen und nur Antwortsignale abgeben, wenn Abfragesignale eintreffen, deren Code eine bestimmte, nur intern bekannte und sich zeitlich ebenfalls ändernde Zusammensetzung aufweist. Bei den Antwortgeräten werden zu einem bestimmten Zeitpunkt mehrere Antwortcodes in Speichereinrichtungen bereitgestellt und hieraus eine entsprechende Auswahl getroffen. Derartige Systeme sind im älteren deutschen Patent 19 46 247 beschrieben. Dabei ist vorausgesetzt, daß zwischen den Abfragesignalen der Abfragestation und den im Antwortgerät zu Vergleichszwecken erzeugten Signalen ein Synchronismus besteht.

Es ist aus der deutschen Auslegeschrift 12 63 872 bekannt, in den Antwortgeräten eines Sekundärradarsystems Zeitnormale vorzusehen, welche verhindern sollen, daß für eine einzige Abfrage mehrere aus etwa der gleichen Richtung kommende und von verschiedenen Antwortgeräten stammende Antworten eintreffen, die sich gegenseitig beeinträchtigen und eine Auswertung der Antworten erschweren bzw. unmöglich machen. Zu Beginn eines jeden neuen Abfragezyklus wird ein zusätzlicher Impuls oder ein gegenüber den übrigen Impulsen verbreiterter Startimpuls gesendet, wodurch die Empfangsbereitschaft der einzelnen Antwortgeräte synchronisiert wird. Zur Synchronisierung werden somit zusätzlich zu den eigentlichen Abfragesignalen auszustrahlende Informationssignale ausgesandt. Dies bedeutet einen zusätzlichen Aufwand und bringt die Gefahr mit sich, daß durch Fremdstömngen die Synchronisation beeinträchtigt werden kann.

Die Erfindung, welche sich auf ein Abfrage-Antwort-System der eingangs genannten Art bezieht, vermeidet diese Schwierigkeiten in einfacher Weise dadurch, daß im Antwortgerät in einem bestimmten Zeitbereich nur einer der vielen möglichen Abfragecodes als gültig angesehen wird und ein Antwortsignal im Antwortgerät auslösen kann, daß im Antwortgerät neben dem gegenwärtig gültigen Abfragecode auch zukünftige und/oder vergangene Abfragecodes gespeichert sind und daß durch Vergleich zwischen den tatsächlich im Antwortgerät eintreffenden Abfragecodes und den gespeicherten Abfragecodes eine Vor- oder Nacheilung des Antwortgerät-Zeitnormals festgestellt und ein Korrektursignal zur Nachstellung des Programms und/oder des Zeitnormals des Antwortgeräts abgeleitet ist.

Dadurch, daß neben den gegenwärtig gültigen oder als gültig angesehenen Abfragecodes auch vergangene und/oder zukünftige Abfragecodes gespeichert sind, wird beim Antwortgerät eine Art Zeitraster erzeugt, welches allein auf Grund der tatsächlich eintreffenden Abfragecodes, d. h. ohne zusätzliche Synchronisationsimpulse, den Synchronismus in der gewünschten Weise herstellt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 als Ausführungsbeispiel ein Antwortgerät im Blockschaltbild mit Synchronisation für jede einzelne Abfrage,

F i g. 2 als weiteres Ausführungsbeispiel ein Antwortgerät im Blockschaltbild mit Synchronisation entsprechend der Häufigkeitsverteilung,

F i g. 3 a die Zuordnung zwischen Abfrage- und Antwortcodes bei vorgehendem Zeitnormal im Abfragegerät,

F i g. 3 b die Zuordnung zwischen Abfrage- und Antwortcodes bei nachgehendem Zeitnormal im Abfragegerät,

F i g. 4 ein Zeitdiagramm zur Ermittlung der kritischen Periodendauer bei vorgehendem Zeitnormal,

F i g. 5 ein Zeitdiagramm zur Ermittlung der kritischen Periodendauer bei nachgehendem Zeitnormal, F i g. 6 eine Codeverteilung mit zugehöriger Korrekturverteilung,

F i g. 7 die räumliche Lage gestörter Zonen bei Einsatz eines Störsenders,

F i g. 8 die Verteilung der Abfragesignale zur Vermeidung fester Störzonen.

In Fig. 1 enthält das Antwortgerät ein Zeitnormal 1, welches über eine Korrektureinrichtung 2 einen Cryptorechner 3 steuert. In diesem Cryptorechner werden nach demselben Programm wie bei zugehörigen Abfragegeräten nacheinander zu bestimm-

ten Zeiten bestimmte Codes erzeugt, wobei die Folge von einem Code zum anderen zwar willkürlich ist, jedoch im Abfrage- und im Antwortgerät die gleiche bleibt. Die einzelnen Abfragecodes werden Speichern 5 2 Z, SlZ, SG, SIV und S 2 V zugeführt. Dabei bedeuten hier und im weiteren Text der Index »2Z« die zweite Zukunft, der Index »1Z« die erste Zukunft, der Index »G« die Gegenwart, der Index »IC« die erste Vergangenheit und der Index »2F« die zweite Vergangenheit, und zwar bezogen auf du

zeitliche Folge der Abfragecodes. Trifft über die Ein gangsklemme 4 ein Abfragesignal mit einem be stimmten Code ein, so wird bei Synchronismus zwi sehen Abfragegerät und Antwortgerät die Koinzidenz stufe KG ansprechen und über das UND-Gatter UC

ein Antwortsignal mit dem Code G über die Lei tung 5 abgeben. Hierzu ist der zweite Eingang de UND-Gatters UG mit einem zweiten Speicher SC verbunden. Die Information in diesem zweiten Spei

eher SG sowie in den weiterhin vorhandenen Speichern SlK', SG', SlZ', SlZ' und S3Z' werden ebenfalls vom Cryptorechner 3 geliefert und stehen mit den Informationen in den mit dem gleichen Index versehenen oberen Speichern in einem bestimmten, durch den Cryptorechner 3 festgelegten Zusammenhang.

Trifft nun ein Abfragesignal mit einem für das vorliegende Antwortgerät bereits der ersten Vergangenheit angehörenden Abfragecode ein, so spricht das Koinzidenzgatter K1 V an und läßt ein Steuersignal zu der Korrektureinrichtung 2 gelangen. Die Tatsache, daß zwischen dem eingehenden Abfragecode und dem Speicher SlV Übereinstimmung herrscht, zeigt nämlich, daß das Zeitnormal 1 gegenüber dem Zeitnormal in dem zugehörigen Abfragegerät vorgeht. Das vom Koinzidenzgatter KlV ausgehende Signal bewirkt in der Korrektureinrichtung 2 einen Nachstellimpuls für den Cryptorechner 3, der dafür sorgt, daß diese Zeitverschiebung beseitigt wird. Am einfachsten ist dies dadurch möglich, daß das Programm im Cryptorechner 3 für das vorliegende Beispiel um einen Programmschritt angehalten wird, wodurch der Einfluß des vorgehenden Zeitnormals 1 kompensiert ist. Allerdings könnte in diesem Fall weiterhin mit der Zeit erneut eine Abweichung auftreten, weil das Zeitnormal 1 als solches weiterhin vorgeht. Es ist deshalb unter Umständen zweckmäßig, zusätzlich zu der Verstellung des Programms oder auch unabhängig davon eine Korrektur des Zeitnormais 1 vorzunehmen, derart, daß es nicht mehr vorgeht. Bei Verwendung von Quarzoszillatoren als Zeitnormal kann z. B. eine Abstimmkapazität verändert und dadurch eine höhere oder niedrigere Frequenz erzielt werden.

Wenn das Zeitnormal 1 noch mehr vorgeht, wird der ankommende Abfragecode mit dem in dem Speicher S2V gespeicherten Code übereinstimmen und das Koinzidenzgatter KZV zum Ansprechen bringen. Dies löst nun seinerseits ein Signal zur Korrektureinrichtung 2 aus. Allerdings wird es bei zu großer Abweichung zweckmäßig sein, von der Aussendung von Antwortsignalen abzusehen. Deshalb ist in diesem Fall kein korrespondierendes UND-Gatter an der Antwortleitung 5 mehr vorgesehen.

In analoger Weise wird verfahren, wenn das Zeitnormal 1 nachgeht. Dies hat zur Folge, daß die eintreffenden Abfragesignale einen Code aufweisen, der für das vorliegende Antwortgerät der ersten Zukunft (Speicher 51Z) oder der zweiten Zukunft (Speicher SlZ) entspricht. Bei einem Nachgehen des Zeitnormals 1, derart, daß dieses eine Verschiebung um einen Code mit sich bringt, spricht das Koinzidenzgatter KlZ an, löst über das UND-Gatter UGIZ zusammen mit der Information vom Speicher 5IZ' ein Antwortsignal auf der Leitung 5 aus, das mit dem Code des Speichers SIZ' und deshalb auch mit dem vom Abfragegerät als Antwort erwarteten Code übereinstimmt. Gleichzeitig geht ein weiteres Signal in die Korrektureinrichtung 2, welche analog zu den im Zusammenhang mit vorgehenden Zeitnormalen beschriebenen Maßnahmen Änderungen im Cryptorechner 3 und/oder am Zeitnormal 1 vornimmt, um den fehlenden Synchronismus zwischen Abfragecode und vorbereitetem Code zu beseitigen. Bei stark nachgehendem Zeitnormal 1 können Abfragesignale eintreffen, welche das Koinzidenzgatter KlZ zum Ansprechen bringen. In diesem Fall wird zweckmäßig nur noch ein Signal in die Korrektureinrichtung 2 gegeben; ein Antwortsignal kann zweckmäßig unterbleiben.

Auch dann, wenn eine Korrektur vorgenommen wird, wird diejenige Antwort gesendet, weiche der Abfrage zugeordnet ist. Erst nach der Korrektur befindet sich die Zuordnung zwischen Code einerseits und Zeit andererseits in der richtigen Lage, so daß dann auf eine Abfrage mit dem Gegenwart-Code

ίο geantwortet wird. Abfragen, die aus der Sicht des Antwortgeräts der Vergangenheit angehören, sollen nur in beschränktem Umfang zur Korrektur herangezogen werden, weil sie von einem Gegner nachgeahmt sein können und unter Umständen durch eine Nachstellung die Abweichung des Zeitnormals vom Sollwert immer mehr vergrößert würde.

Bei dem Antwortgerät nach F i g. 2 werden die eingehenden Abfragesignale über die Klemme 10 Koinzidenzgattern KV, KG und KZ zugeführt, weiche mit Speichereinrichtungen SV, SG und SZ zusammenarbeiten. In diesen Speichereinrichtungen sind der gegenwärtig gültige Abfragecode (SG), der/die vergangene(n) Abfragecode(s) und der/die zukünftigein) Abfragecode(s) (5Z) gespeichert. Die entspre-

chenden Informationen werden von einem Cryptorechner 11 geliefert, der mit einem Zeitnormal 12 zusammenarbeitet. Bei Eintreffen eines Abfragesignals mit dem gegenwärtig gültigen Code (d. h., das Zeitnormal 12 hat keine Abweichung) wird im Ko-

inzidenzgatter KG ein Signal ausgelöst, welches das UND-Gatter UG ansteuert und auf der Leitung 13 ein Antwortsignal auslöst. Das UND-Gatter UG arbeitet mit einem ebenfalls vom Cryptorechner 11 gesteuerten Codespeicher SG' zusammen, in dem ein in bestimmter Weise mit dem Code im Speicher SG über den Cryptorechner 11 verknüpfter Code gespeichert ist. Die Information über das Ansprechen des Koinzidenzgatters KG wird ebenso wie die information über das Ansprechen des Koinzidenzgatters KZ (bei nachgehendem Zeitnormal 12) und das Ansprechen des Koinzidenzgatters KV (bei vorgehendem Zeitnormal 12) an eine Überwachungseinrichtung 14 weitergegeben. Hier wird eine Häufigkeitsverteilung gebildet, derart, daß festgestellt wird,

ob die eintreffenden Abfragecodes über längere Zeit auf vergangene, gegenwärtige oder zukünftige Antwortcodes des Antwortgeräts treffen. Je nach Art dieser Häufigkeitsverteilung wird eine Nachstellung des Zeitnormals 12 und/oder des Cryptorechners 11

vorgenommen, wobei in der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Weise vorgegangen wird. Bei Eintreffen eines Signals, das z. B. das Koinzidenzgatter KV zum Ansprechen bringt, wird jedoch weiterhin das Abfragesignal mit dem vergangenen Code

beantwortet, d. h., das UND-Gatter UV, welches mil der Speichereinrichtung SV zusammenarbeitet, spricht an. In gleicher Weise wird bei Eintreffer eines der Zukunft angehörenden Abfragesignals verfahren, wobei das Koinzidenzgatter KZ anspricht

So das UND-Gatter UZ auslöst und dadurch über dif Speichereinrichtung 5Z mit dem zukünftigen Code ein Antwortsignal auf der Leitung 13 auslöst Diese Überprüfung der Häufigkeitsverteilung als Kriteriurr für die Auslösung des Korrektursignals hat den Vor

teil, daß einzelne, gegebenenfalls auch von eineir Störer kommende zeitverschobene AbfragesignaU nicht zu einer Verstellung der Zeitnormale bzw. de; Programmablaufs herangezogen werden und dadurcr

die Nachstcllmaßnahmen gering gehalten werden können. In allen Fällen ist davon ausgegangen, daß die Zeitnormale der Abfragegeräte, bei denen ein größerer Aufwand getrieben werden kann, genauer gehen als die der Antwortgeräte.

In Fig. 3a und 3b sind oben jeweils die Fehlerbereiche für die Antwortcodes CA und für die Abfragecodes CF dargestellt, wobei in F i g. 3 a ein vorgehendes, für Fig. 3b ein nachgehendes Zeitnormal vorausgesetzt ist. Mit dem Index »Λ« sind auch im folgenden jeweils Antwortgeräte, mit dem Index »F« Abfragegeräte bezeichnet. Die vertikale Linie / = 0 bezeichnet die exakte Normalzeit, r, die resultierende Abweichung bei Berücksichtigung aller Umstände. Für die zu betrachtenden Anwendungsfälle dürfte die Annahme zutreffen, daß jedes Objekt spätestens nach t_A -- 60 min erneut abgefragt und damit synchronisiert wird. Für das Zeitnormal des Antwortgeräts wird ein Quarzoszillator verwendet, der eine Konstanz von A_-1= ±10"" einhält. Dann kann ein maximaler Fehler von /,„ = k_A ■ t_A = ± 3,6 msec auftreten.

Für die Zeitnormale der Abfragegeräte kann eine wesentlich höhere Genauigkeit von etwa k_r = ± 10~⁹ gefordert werden, die mit hochgenauen temperaturstabilisierten Quarzoszillatoren noch eingehalten werden kann. Wenn die Zeitnormale der Abfragegeräte ohne Nachstellung etwa t_F = 30 Tage lang betrieben werden sollen, so kann bei dem einzelnen Zeitnormal ein Fehler von k_h- · t_F — ± 2,6 msec auftreten. Auf das Gesamtsystem bezogen, können die Zeitnormale zweier Abfragegeräte nach einem Monat maximal um 5,2 msec voneinander abweichen. Der anfängliche Synchronisierfehler S betrage zusätzlich 0,2 msec. Die Dauer einer Abfrage (etwa 0,1 msec) wird vernachlässigt, weil ein Codewechsel, der während des Empfangs einer Abfrage fällig wird, durch Blockierung bis zur vollständigen Auswertung und Beantwortung der Abfrage hinausgeschoben werden kann, ohne das Zeitnormal zu beeinflussen.

Zur Ermittlung der möglichen Periodendauer bzw. Gültigkeitsdauer des Codes wird die maximale Fehlerabweichung festgestellt. Ein Abfragegerät, dessen Zeitnormal entsprechend Fig. 4 nach z.B. einem Monat um t_r ■ k_F vorgeht (unterste Zeile rechts von ■ / = 0), fragt ein l_m.,_x (km) entferntes Antwortgerät ab, dessen Zeitnormal gerade so viel vorgeht, daß noch keine Korrektur stattfindet, da die beim Empfang um die Laufzeit l_max ■ c (c = Lichtgeschwindigkeit) verzögerte Abfrage noch mit dem an Bord »Gegenwärtig« gültigen Code verglichen werden kann (mittlere Zeile rechts von der Linie t = 0). Dasselbe Antwortgerät, dessen Zeitnormal weiterhin »vorgehende Tendenz« beibehält, empfängt erst nach der Zeit t_A wieder eine Abfrage, die jetzt aber von einem Abfragegerät in der Entfernung l_min (km) stammt, dessen Zeitnormal um /_; · k_r + S nachgeht (unterste Zeile links von der Linie / = 0). Da unter diesen Umständen noch eine Korrektur möglich sein soll, muß diese Abfrage mit dem »vergangenen« Code Koinzidenz bilden können. Das ist nur dann möglich, wenn für die Gültigkeitsdauer /,„ der Codes folgende Beziehung gilt:

Uhren führen — wie sich aus F i g. 5 analog zu F i g. 4 ergibt — auf die Beziehung

tm = t_N > 1 if · kf + S + k_A ■ t_A
-Cn«

Im =

k_At_A

Analoge Überlegungen für zunächst nachgehende ¹Ri-¹V ^nacn O) berücksichtigt also den ungünstigsten Fall. Der Wert t_v unterliegt zusätzlich wegen der unvermeidbaren Transponderlaufzeit L und der ίο Signallaufzeit einer weiteren Bedingung, da die Antworten im Abfragegerät noch mit dem »gegenwärtig« gültigen Code verglichen werden sollen; es gilt

t_v>2l_m„-c + L. (3)

Für die Entfernung l_mnx muß die größte im System überhaupt vorkommende Kennungsreichweite eingesetzt werden, während /_m/n = O sein kann.

Wenn die genannten Daten unter Annahme einer Entfernung l_max — 300 km herangezogen werden, ergibt sich /„, = 10 msec. Daraus resultiert eine brauchbare Abfragewiederholfrequenz bzw. Codewechselfrequenz von = 100 Hz.

Wenn zur Korrektur auch Abfragen, die mehr als 1 Takt von der »Gegenwart« abweichen, verwendet werden, so könnte, wie aus F i g. 6 ersichtlich, die Folgefrequenz erhöht werden. In diesem Falle würde die erste aus einer Serie von Abfragen nicht beantwortet.

Von besonderem Interesse ist die Abweichung /_; zwischen Zeitnormal des Antwortgeräts und Zeitnormal des Abfragegeräts, die auch ohne Korrektur noch eine Koinzidenz mit dem »gegenwärtigen« Code erlaubt. F i g. 3 a zeigt, daß für vorgehende AMragezeitnormale eine zulässige Abweichung von

0< γ -Uc- c -t_rk_r+ I (4)
und für nachgehende (F i g. 3 b) eine solche von

übrigbleibt (im gewählten Zahlenbeispiel 1,3 msec »vor« bzw. 2,3 msec »nach«).

Das System läßt sich leicht an Randbedingungen anpassen, die von den im Beispiel genannten abweichen. Wesentlich wirkt sich die Verwendung einfächer Zeitnormale in den Antwortgeräten aus. Selbst ohne Verwendung teurer Atomfrequenznormale im Abfragegerät kann eine so hohe Genauigkeit erzielt werden, daß der Code bei verschlüsseltem Informationsaustausch von Abfrage zu Abfrage gewechselt werden kann. Ein Störer kann dadurch abgehörte Codes nicht ohne weiteres zu Störzwecken verwenden. Selbst wenn ein Störer abgehörte Codes unmittelbar nach Empfang wieder ausstrahlt, wird er durch laufzeitbedingte Differenzen in der Zuordnung zwischen Sekundär- und Primärradarsignal auffallen.

Die Codezeitzuordnung wird bei weitergehender Abweichung auf den aus der Abfrage selbst erkennbaren richtigen Stand gebracht, sofern die Abweichung des Taktes des Antwortgeräts gewisse Grenzen nicht überschreitet. Dies ist an Hand von F i g. 6 erläutert. In der obersten Spalte ist von 4 Z bis 4 V die Taktfolge aufgezeichnet, darunter, als Beispiel eines

509649/131

Codes, je eine vierstellige Zahl für Frage und Antwort, deren Verknüpfung in einer auch in der Abfragestation bekannten, aber für Außenstehende nicht reproduzierbaren Weise über den Cryptorechner erfolgt. Bei kleiner Abweichung (IZ, 1 V) erfolgt Antwort und Korrektur. Stammt aber eine Abfrage aus einem Zeitbereich, die über eine festgesetzte Grenze in die Vergangenheit oder Zukunft hineinreicht, so kann für die nächstliegende Vergangenheit oder Zukunft noch eine Korrektur stattfinden; Antworten sollen aber zunächst unterbleiben. Bei noch weiterer Abweichung soll weder korrigiert noch geantwortet werden, weil sonst die Möglichkeit besteht, daß Störer durch dauernde Aussendung zeitlich stark falsch liegender Abfragecodes das Antwortgerät für die eigenen Abfragegeräle praktisch völlig zum Ausfall bringt. Der gesamte Überprüfungsbereich, d. h. derjenige Teil, dessen Codes gespeichert sind, reicht von 3 Z bis 3 V. Bei zu großer Abweichung kann ein Störsignal abgegeben werden.

Ein Nachteil kann durch den Synchronismus der Abfragen entstehen: Ein Störsender ST kann nach Fig. 7 gezielt bestimmte Raumbereiche stören, wenn er die Störsignale mit passend gewählter Pulswiederholfrequenz im richtigen Augenblick unter Berücksichtigung der Laufzeiten der Abfragesignale des Abfragegerätes AG aussendet. Der Vorteil entsteht dem Gegner durch das geringe für den Störsender nötige Tastverhältnis, weil die Störung in einem eng begrenzten Zeitbereich auf das Kennsignal trifft. Um dem Gegner die Vorherberechnung einer »Störzone« unmöglich zu machen, kann eine statistische Verteilung des Abfragezeitpunkts um eine mittlere Taktperiode eingeführt werden. Dies ist in F i g. 8 dargestellt. In der obersten Zeile ist die regelmäßige Abfragesignal-Verteilung dargestellt. Die durch Mittelung sich ergebende »Abfragefrequenz« nach der unteren Zeile ist gleich der der obersten Zeile. Ein Mindest-Abstand von 2 /„„,. ■ c + L soll zur Berücksichtigung der Laufzeiteffektc eingeha'.tcn werden.

Eine »Garbling«-Störung kann in Bereichen auftreten, die von zwei oder mehr Abfragegeräten etwa gleiche Entfernungen aufweisen, weil die Abfragen mehrerer Geräte dort mit höherer Wahrscheinlichkeit zusammentreffen als in Systemen, bei denen die Abfragezeitpunkte willkürlich streuen. Abhilfe kann durch Maßnahmen erzielt werden, die von vornherein die gleichzeitige Abfrage durch mehrere Stationen verhindern.

Grundsätzlich kann die Genauigkeit der verwendeten Zeitnormale ohne Schaden weiter reduziert werden, wenn der Überprüfungsbereich der verglichenen Codes erweitert wird (s. F i g. 6). Das ist jedoch bei der Freund-Feind-Kennung im Rahmen

ao z. B. von Sekundärradargeräten wegen der Gefahr der Nachahmung nicht günstig. Bedenkt man jedoch, daß die im Schlüsselgerät erzeugte Aufeinanderfolge von Codeworten nichts anderes repräsentiert als eine Folge umcodierter Zeitangaben, so kann man sich

as vorstellen, daß bei Anwcndungsfällen ohne Gefahr der Nachahmung eine »erweiterte Koinzidenzliste« durchaus Vorteile bringt, wenn es darum geht, miteinander korrespondierende Geräte ohne besondere Korrektursignale allein durch die ab und zu übcrtragene Uhrzeit zu synchronisieren.

In Luft- oder Schiffahrtsystemen, die zur Kollisionsvermeidung (»CAS.) mit genau gehenden Borduhren arbeiten, können die bereits vorhandenen Taktgeber (Borduhrtn) gleichzeitig zur Code-Stcuerung herangezogen werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Abfrage-Antwort-System nach dem Funk-Rückstrahlprinzip (insbesondere Sekundärradarsystem) für zeitabhängig verschiedene Abfragecodes, die zeitlich nacheinander von einem Abfragegerät ausgesandt und von einem oder mehreren Antwortgeräten, denen das zeitabhängige Programm der Abfragegeräte bekannt ist, unter Verwendung ebenfalls zeitabhängiger, mit den Abfragecodes nach einer vorgegebenen Verknüpfung verbundener Antwortcodes beantwortet sind, wobei im Abfrage- und Antwortgerät ein Zeitnormal zur Steuerung der Codefolge vorgesehen ist und durch Auswertung der vom Abfragegerät kommenden Signale zwischen Abfrage- und Antwortgerät ein Synchronismus hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Antwortgerät in einem bestimmten Zeitbereich nur einer der vielen möglichen Abfragecodes als gültig angesehen wird und ein Antwortsignal im Antwortgerät auslösen kann, daß im Antwortgerät neben dem gegenwärtig gültigen Abfragecode auch zukünftige und/oder vergangene Abfragecodes gespeichert sind und daß durch Vergleich zwischen den tatsächlich im Antwortgerät eintreffenden Abfragecodes und den gespeicherten Abfragecodes eine Vor- oder Nacheilung des Antwortgerät-Zeitnormals (1; 12) festgestellt und ein Korrektursignal zur Nachstellung des Programms und/oder des Zeitnormals (1; 12) des Antwortgeräts abgeleitet ist.

2. Abfrage-Antwort-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antwortgerät eingangsseitig bei jedem für die vergangenen, gegenwärtigen und zukünftigen Codes vorgesehenen Speicher (S2V, SlV, SG, SlZ, SlZ; SV, SG, SZ) ein Koinzidenzgatter {Kl V, KlV, KG, KlZ, KlZ; KV, KG, KZ) vorgesehen ist, dessen Ausgang jeweils mit je einem UND-Gatter (UGlV, UG, UGlZ; UV, UG, UZ) in Verbindung steht, welches außerdem jeweils an einen weiteren Speicher (SlV, SG', SlZ'; SV, SG', SZ') angeschlossen ist, dessen gespeicherter Code in bestimmter Weise mit dem Code des korrespondierenden Speichers (SlV, SlV, SG, SlZ, S2Z;SV,SG,SZ) des Eingangsteils verknüpft ist.

3. Abfrage-Antwort-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Codierung der Antwortsignale die in den weiteren Speichern (SlV, SG', SlZ'; SV, SG', SZ') vorhandenen Codes herangezogen sind.

4. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleinen Abweichungen, z. B. nur um einen Code vom jeweiligen Sollwert, noch keine Nachstellung des Programms und/oder des Zeitnormals vorgenommen ist.

5. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei sehr großen Abweichungen der eintreffenden Abfrageccdes vom jeweiligen Sollwert keine Nachstellung vorgenommen wird, sondern eine Anzeige- bzw. Alarmeinrichtung betätigt wird.

6. Abfrage-Antwort-System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur bei gegenüber dem Sollwert im Antwortgerät zu früh eintreffenden Abfragecodes eine Nachstellung vorgenommen wird und bei zu spät eintreffenden Abfragecodes eine Nachstellung nur bei kleinen Abweichungen zugelassen oder ganz unterbunden wird.

7. Abfrage-Antwort-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei voreilendem Zeitnormal (1; 12) im Antwortgerät die Fortschaltung des Programms bis zur Erreichung des Synchronismus angehalten, bei nachgehendem Zeitnormal (1; 12) das Programm schneller als üblich bis zur Erreichung des Synchronismus fortgeschaltet ist.

8. Abfrage-Antwort-System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen eingehenden Abfragecode der im Antwortgerät zugeordnete Antwortcode ausgesandt wird, unabhängig davon, ob der Abfragecode für das Antwortgerät der Vergangenheit, der Gegenwart oder der Zukunft angehört.

9. Abfrage-Antwort-System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Abfragegeräte diese untereinander bezüglich der verwendeten Abfragecodes synchronisiert sind.

10. Abfrage-Antwort-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Antwortgerät aus tatsächlichen und erwarteten Abfragesignalen eine Häufigkeitsverteilung gebildet ist.

11. Abfrage-Antwort-System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß erst bei Überschreiten einer die resultierende Abweichung darstellenden Schwelle eine Korrektur vorgenommen ist.

12. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung hochkonstanter Zeitnormale im Abfragegerät und weniger konstanter Zeitnormale (1; 12) in den Antwortgeräten.

13. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine statistische Verteilung des Abfragezeitpunkts um eine mittlere Taktperiode vorgenommen ist.

14. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Abfragegeräten Maßnahmen vorgesehen sind, welche verhindern, daß gleichzeitige Abfragen durch mehrere Abfragegeräte vorgenommen werden.

15. Abfrage-Antwort-System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von hochgenauen, für andere Zwecke vorgesehenen Zeitnormalen in den Antwortgeräten diese Zeitnormale gleichzeitig zur Steuerung der Code-Programmfolge eingesetzl sind.