DE2122719B2 - Verfahren zum uebertragen von nachrichten zwischen den stationen eines funknetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen binär codierter Nachrichten zwischen den Stationen eines räumlich ausgedehnten Funknetzes, bei dem die für die jeweils gerufene Station bestimmten Nachrichten in einem Sendefrequenzband mittels einer die gerufene Station kennzeichnenden Adresse übertragen werden, die aus einer binären Zeichenfolge mit einer höheren Taktfrequenz als die übertragene Nachricht besteht und die durch die sendende Station den im Sendefrequenzband übertragenen Adressen anderer Stationen additiv überlagert ist, und bei dem die gerufene Station die übertragene Nachricht aus dem Empfangssignal durch Überlagerung mit der synchronisierten Eigenadresse zurückgewinnt.

In einem Funknetz soll jede Teilnehmerstation zu jeder beliebigen Zeit mit jeder anderen, gerade nicht durch eine andere Verbindung belegten Station Nachrichten austauschen können. In bekannten Funknetzen ist daher jeder Station eine bestimmte Sendeoder Empfangsfrequenz zugeteilt und es können durch geeignete gegenseitige Lagen der Frequenzen gegenseitige Störungen des Verkehrs vermieden werden. Es wird dabei allerdings eine Frequenzbandbreite beansprucht, die dem Produkt aus der Bandbreite jeder einzelnen Verbindung und der Anzahl der Stationen entspricht. Es besteht dadurch in Zeiten schwachen Verkehrs wegen der großen Anzahl bereitgehaltener Übertragungskanäle der Nachteil schlechter Frequenzbandausnutzung.

Es ist bekannt aus J. W. Schwartz et al. Modulation Techniques for Multiple Access to a Hard-Limiting

ίο Satellite Repeater Proc. of the IEEE vol. 54, no. 5, May 1966, S.767 und J. H. Wittman, Categorization of Multiple-Access/Random-Access Modulation Techniques IEEE Trans, on Comm. Technology, Oct. 1967, S. 724 und L. K. V a r a k i η et al. The use of complex Signals in Address Comm. Systems Telecommunication and Radio Engineering 21 (1967), S. 54-57, die für die einzelnen Gegenstationen bestimmten Nachrichten mittels einer die jeweils gerufene Teilnehmerstelle kennzeichnenden Adresse zu übertragen, die aus einer binären Zeitfunktion mit einer höheren Taktfrequenz als die übertragene binär codierte Nachricht besteht und die die übertragene Nachricht durch Modulation enthält. Jede sendende Teilnehmerstelle überlagert die modulierte Adresse den seitens der anderen Teilnehmerstellen ausgesendeten Adressen im gleichen Frequenzband additiv. Aus dem empfangenen Signalgemisch bildet die gerufene Teilnehmerstelle durch die lokal erzeugte gleiche und mit dem Empfangssignal synchronisierte Zeitfunktion das Nachrichtensignal zurück. Hierzu sind bei der gerufenen Teilnehmerstelle neben dem die Zeitfunktion erzeugenden Adreßcodegenerator Synchronisiereinrichtungen für den Adreßcode und für den hochfrequenten Trägeroszillator notwendig. Je größer in einem Übertragungsnetz die Zahl der gleichzeitig sendenden Stationen sein kann, desto mehr Unterscheidungsmerkmale müssen die Adressen untereinander aufweisen, so daß die dadurch bedingte größere Bitzahl der Adressen einen größeren frequenzbandbedarf zeitigt. Auf der Empfangsseite setzen umfangreiche Adressen für die Wiedergewinnung der übertragenen Nachricht nicht nur eine zeitraubendere Synchronisierung, sondern auch eine genauere Korrelation voraus.
Aus der DT-OS 20 15 198 ist eine Funk-Fernsprechanlage bekannt, bei der eine Relaisstation erforderlich ist, die die zu belegenden Kanäle zuteilt. Bei der Auswahl der Kanäle hat die Relaisstation unabhängig vom Störabstand lediglich eine Entscheidung zwischen belegten und unbelegten Kanälen zu treffen.

Aus der DT-OS 20 30 347 ist ein Fernmeldesystem bekannt, bei dem die rufende Station unbelegte Kanäle für den Verbindungsaufbau sucht, dabei kann sie einen auswählen, der für die Empfangsstation besonders ungünstig ist, da auch bei Frequenzmultiplex ein zum Empfänger benachbarter Sender das schwache Empfangssignal stören kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem sich räumlich über ein großes Gebiet erstreckenden Funknetz die Verbindungsmöglichkeiten unter Ausnutzung des an sich bekannten Zeitfunktionenmultiplex-Verfahrens derart auszubilden, daß bei geringem Bedarf an Frequenzbandbreite und an technischem Aufwand die gegenseitige Störbeeinflussung gering ist und Nachrichtenverbindungen rasch aufgebaut werden können.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß für die Nachrichtenverbindungen eine Anzahl Frequenzbänder vorgesehen ist, die kleiner ist als die Anzahl der

Stationen, daß sich die Empfänger der Stationen in ihrem unbelegten Zustand selbsttätig jeweils auf ein Sendefrequenzband einstellen, das für sie einen günstigen Störabstand aufweist, und daß jede rufende Station bei ihrem Ruf außer der Adresse der gerufenen Station ihre eigene Adresse sowie ein das eingestellte Frequenzband ihres eigenen Empfängers kennzeichnendes Signal aussendet, in dem die gerufene Station ihre Gegenantwort zur rufenden Station überträgt.

In einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird der Ruf seitens der rufenden Station in allen vorgesehenen Sendefrequenzbändern abgegeben bis die Gegenantwort der gerufenen Station festgestellt ist.

In einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens erfolgt die Rufübertragung in zugeteilten Frequenzbändern. Es kann dabei der Ruf unter verringerter Frequenzbandbreite und verringerter Taktfrequenz der Zeichenfolge ausgesendet werden.

Hierdurch werden die Vorteile erzielt, daß Gesprächsverbindungen immer noch aufgebaut und durchgeführt werden können, wenn störungspotentielle Stationen wesentlich näher an der Empfangsstation liegen als die gerade rufende Station. Es kommen aber auch selbt beim Rufen der gewünschten Stationen in den verschiedenen Frequenzbändern die Verbindungen rasch zustande, weil nämlich schon durch den Ruf bei verminderter Frequenzbandbreite der gerufenen Station mitgeteilt wird, in welchem Frequenzband sie ihre Gegenantwort abzugeben hat. Es arbeiten dann die beiden im Gegenverkehr stehenden Stationen in denjenigen Frequenzbändern, die in den Empfängern den günstigsten Störabstand aufweisen.

Die Erfindung beschreibt also eine Möglichkeit, mit der die Störbeeinflussung zwischen benachbarten, aktiven Teilnehmerstationen möglichst klein gehalten wird, indem das für eine Verbindung zu belegende Frequenzband nicht von der rufenden Station, sondern von der gerufenen ausgewählt wird, die über ihre Empfangsverhältnisse besser orientiert ist. Auch braucht kein fester Frequenzband-Zusammenhang zwischen dem Empfangsband der rufenden und der gerufenen Station zu bestehen. Die beiden Stationen einer Verbindung empfangen also jeweils in dem Frequenzband, in dem der Störabstand für sie am geringsten ist.

Der Vorteil des hier beschriebenen Zeitfunktionenmultiplex-Verfahrens liegt zwar mit in der Art der Auswahl der Kanäle, aber vor allem in der Möglichkeit, ein räumlich ausgedehntes Funknetz zu schaffen, ohne daß das Gesamtnetz in einzelne Funkbereiche mit unterschiedlichen Frequenzbändern zu unterteilen ist, wie z. B. vom öffentlich beweglichen Landfunkt her bekannt ist (G. Strunz: Entwicklung, Technik und Aufgaben der beweglichen Landfunkdienste in der Bundesrepublik Deutschland; Jahrb. d. elektr. Fernmeldewesens 1970). Diese Unterteilung in Funkzonen ist erforderlich, da bei Frequenzmultiplex das gleiche Frequenzband nur dann wieder benutzt werden kann, wenn der Störabstand >0 dB ist. Dies läßt sich nur durch einen entsprechenden räumlichen Abstand zwischen Benutzern des gleichen Frequenzbandes erreichen.

Demgegenüber reicht bei Zeitfunktionenmultiplex-Verfahren ein Störabstand >—10 dB aus. Eine Unterteilung des Gesamtnetzes in Funkzonen ist bei Anwendung der Erfindung nicht erforderlich, da diese Bedingung relativ leicht erfüllbar ist.

Für die Erläuterung der erfindungsgemäßen Arbeitsweise einer Übertragungsanlage sei angenommen, daß in einem Funknetz eine Anzahl aus jeweils einem Sender und einem Empfänger bestehender Stationen in beliebiger räumlicher Verteilung vorgesehen sein möge. Für den gegenseitigen Verkehr der Stationen untereinander sei eine verhältnismäßig geringe Anzahl von Sendefrequenzen verfügbar und dem Empfänger jeder Station sei eine als Adresse oder Rufnummer wirksame Zeitfunktion zugeteilt.

Im unbelegten Zustand überwacht jeder Empfänger beispielsweise in bestimmten Zeitabständen alle verfügbaren Frequenzbänder und stellt sich selbsttätig auf ein Frequenzband ein, das für den Empfänger einen günstigen Störabstand aufweist.

Es muß daher jede rufende Station für die Einleitung einer Verbindung die gewünschte Gegenstation in demjenigen Frequenzband rufen, auf das der betreffende Empfänger eingestellt ist. Da der rufenden Station das eingestellte Frequenzband unbekannt ist, tätigt sie den Ruf in allen verfügbaren Frequenzbändern beispielsweise zeitlich nacheinander. Sie kann an sich diesen Ruf mit verringerter Taktgeschwindigkeit, also mit verringerter Bandbreite aussenden. Der Ruf erfolgt dadurch, daß die rufende Station die der gerufenen Station als Adresse zugeordnete Zeitfunktion, ihre eigene Adresse und außerdem das günstige Frequenzband ihres eigenen Empfängers mitteilt. Die gerufene Station erkennt den Ruf in dem bei ihr eingestellten Frequenzband an dem empfangenen Adreßcode und erfährt gleichzeitig das Frequenzband, das sie für ihre Antwort zu benutzen hat, so daß der Gegenverkehr durchführbar ist.

Auch dann, wenn eine störende Station räumlich näher an der gerade den Ruf empfangenden Station liegt als die rufende, ist bei der für den Ruf verwendeten verringerten Bandbreite das Zustandekommen der Nachrichtenverbindung gesichert.

Im Verkehr dann selbst wird durch das Zeitfunktionenmultiplex-Verfahren, bei dem der Empfänger jeweils die an ihn übermittelte Nachricht durch Anwendung seiner Eigenadresse auf das Empfangssignal ermittelt, der störende Sender unterdrückt.

Es kann daher auch das Suchen der gewünschten Station in den unterschiedlichen Frequenzbändern durch Rufen bei verminderter Frequenzbandbreite in einem bestimmten Frequenzband ersetzt werden. Es können an sich auch jeweils mehrere Stationen dasselbe schmale Frequenzband für den Verbindungsaufbau benutzen.

Unterscheiden sich nämlich die Nachrichtenbandbreite und die für den Verbindungsaufbau benutzte Bandbreite um einen Faktor, der sehr groß ist, beispielsweise 100 bis 1000, dann kann die Verbindung auch dann aufgebaut werden, wenn die im Verkehr befindliche störende Station wesentlich näher an der Empfangsstation liegt als die Rufende. Es wird dabei der gerufenen Station unter verringerter Bandbreite mitgeteilt, in welchem für die rufende Station günstigen Band zu antworten ist und welche Adresse sie besitzt. Die gerufene Station teilt als Antwort ihr eigenes günstiges Frequenzband mit, so daß in diesen beiden Frequenzbändern der Verkehr störungsfrei durchführbar ist.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Übertragen binär codierter Nachrichten zwischen den Stationen eines räumlich ausgedehnten Funknetzes, bei dem die für die jeweils gerufene Station bestimmten Nachrichten in einem Sendefrequenzband mittels einer die gerufene Station kennzeichnenden Adresse übertragen werden, die aus einer binären Zeichenfolge mit einer höheren Taktfrequenz als die übertragene Nachricht besteht und die durch die sendende Station den im Sendefrequenzband übertragenen Adressen anderer Stationen additiv überlagert ist, und bei dem die gerufene Station die übertragene Nachricht aus dem Empfangssignal durch Überlagerung mit der synchronisierten Eigenadresse zurückgewinnt, dadurch gekennzeichnet, daß für die Nachrichtenverbindungen eine Anzahl Frequenzbänder vorgesehen ist, die kleiner ist als die Anzahl der Stationen, daß sich die Empfänger der Stationen in ihrem unbelegten Zustand selbsttätig jeweils auf ein Sendefrequenzband einstellen, das für sie einen günstigen Störabstand aufweist, und das jede rufende Station bei ihrem Ruf außer der Adresse der gerufenen Station ihre eigene Adresse sowie ein das eingestellte Sendefrequenzband ihres eigenen Empfängers kennzeichnendes Signal aussendet, in welchem die gerufene Station ihre Gegenantwort zur rufenden Station überträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruf seitens der rufenden Station in allen vorgesehenen Sende-Frequenzbändern abgegeben wird bis die Gegenantwort der gerufenen Station festgestellt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rufübertragung in zugeteilten Frequenzbändern erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruf unter verminderter Frequenzbandbreite und verringerter Taktfrequenz der Zeichenfolgen ausgesendet wird.