DE2126718C2 - Funkfernsprechstation - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkfernsprechstation in einem Fernsprechnetz mit funk- und drahtgebundenen Teilnehmern, mit Konzentratoren, die als Verbindungsglieder zwischen einem drahtgebundenen Fernsprechnetz und den Funkfernsprechstationen dienen und die je auf einem von /V Fernsprechkanälen, die allen Stationen zugänglich sind, durch Aussendung eines allgemeinen Anrufcodes anzeigen, daß dieser Kanal von einer Station besetzt werden kann, wobei die Stationen ihrerseits in Betriebsstellung Suchdurchläufe durch alle Kanäle, betreffend das Vorhandensein eines allgemeinen Anrufcodes, durchführen und auf jedem Kanal solange verharren, wie die Aussendung einer gegebenen Zahl η von Wiederholungen des Anrufcodes dauert.

Gemischte Fernsprechnetze, die mobile Funkfernsprechstationen und drahtgebundene Fernsprechstationen umfassen, sind z. 8. aus der DE-OS 14 41 120 bekannt. Das Verbindungsglied zn den mobilen Stationen

ist hier ein einziger Sender-Empfänger.

Bei gemischten Fernsprechnetzen, die zur Überdekkung eines größeren geographischen Bereiches eine Vielzahl von über diesen Bereich mehr oder weniger gleichmäßig verteilten Konzentratoren umfassen, wurde bisher so verfahren, daß jede der mobilen Fernsprechstationen sofort nach ihrem Einschalten damit anfing, systematisch die vorhandenen, allgemein zugänglichen N Kanäle daraufhin abzufragen, ob sie frei sind;

ίο der erste freie Kanal, den die betreffende mobile Fernsprechstation auffand, wurde von ihr eingeschrieben, d. h. vorgemerkt, um im Bedarfsfall sofort eine Verbindung mit dem drahtgebunsdenen Fernsprechnetz zur Verfugung zu haben.

Befindet sich nun eine mobile Fernsprechstalion bei der Kanalsuche gleichzeitig im Reichweitenbereich mehrerer Konzentratoren, so ist es bei dem herkömmlichen Verfahren mehr oder weniger zufallsbedingl. mit welchem dieser Konzentratoren die mobile Fernsprechstation eine Verbindung aufbaut. Es ist dabei keineswegs sichergestellt, daß die Verbindung mit dem geographisch nächstliegenden Konzentrator hergestellt wird, was den doppelten Nachteil zur Folge hat, daß die betreffende mobile Fernsprechstalion einerseits eine qualitativ schlechtere Verbindung zum drahtgebundenen Fernsprechnetz besiizt, als sie in dem betreffenden Zeitraum eigentlich herstellbar gewesen wäre, und andererseits den Kanal des betreffenden Konzentrators auch für alle die mobilen Fernsprechstationen sperrt, die diesem Konzentrator geographisch wesentlich näher sind als die den Kanal belegende mobile Station.

Damit nun eine bestimmte mobile Fernsprechstation, der während eines Suchdurchlaufs von mehreren Konzentratoren freie Kanäle angeboten werden, denjenigen Konzentrator auswählen kann, der ihr geographisch am nächsten liegt bzw. eine Verbindung ermöglicht, deren Qualität über einem gewissen Mindestpegel liegt — wobei als Qualitätsmaßstab das Signal-Rausch-Verhältnis auf dem betreffenden Kanal Verwendung findet —, könnte man nun so vorgehen, daß man bei der mobilen Fernsprechstation eine Auswahlvorrichtung vorsieht, die den Rauschpegel in jedem Kanal mißt und denjenigen Kanal auswählt, der den niedrigsten Rauschpegel aufweist. Diese Lösung ist jedoch kostspielig, da jede der beweglichen Fernsprechstationen mit einer solchen Vorrichtung ausgerüstet werden müßte.

Demgegenüber iiegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Funkfernsr>rechstation der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß sie ohne eine

so Vorrichtung zum Messen des Rauschpegels und ohne eine Vorrichtung, die in der Lage ist, die Rauschpegel aller Kanäle miteinander zu vergleichen, unter mehreren, ihr freie Kanäle anbietenden Konzentratoren denjenigen herausfindet, der ihr geographisch am nächsten liegt oder der ihr zumindest als erster während eines Suchdurchlaufs eine Verbindung mit einer über einem vorgegebenen Mindesniveau liegenden Qualität anbietet, wobei zugleich kurzzeitige Absehattungscffcktc nicht zu einem Verlust des ausgewählten Konzentrators führen sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst.

Dadurch, daß bei der Kanalsuchc jeweils der von einem Konzentrator auf einem freien Kanal ausgesandte und für den Konzentrator charakteristische allgemeine Rufcode beim ersten Empfang in der mobilen Fernsprechstation gespeichert und die gespeicherte Information mit dem unmittelbar darauf auf demselben Ka-

na| empfangenen Rufcode verglichen wird, und dadurch, daE der betreffende Kanal von der mobilen Station nur dann vorgemerkt wird, wenn eine vorgegebene Anzahl von Vergleichen jeweils die Identität zwischen gespeichertem und empfangenem Code erwiesen hat, wird eine im Endergebnis der oben beschriebenen Rauschpegelmessung entsprechende, aber wesentlich einfacher zu bewerkstelligende Qualitätsuntersuchung des betreffenden Kanals vorgenommen. Je stärker nämlich ein Kanal verrauscht ist, um so geringer ist die Wahrscheinlichkeit, daß der zugehörige allgemeine Rufcode ρ + lmal hintereinander in identischer Weise empfangen werden kann. Daraus ergibt sich auch unmittelbar, daß der für das Vormerken eines angebotenen Kanals erforderliche Qualitäts-Mindestpegel dadurch angehoben oder abgesenkt werden kann, daß man für ρ einen größeren oder kleineren Zahlenwert vorgibt, d. h. eine größere oder kleinere Anzahl von positiv verlaufenden Vergleichsoperationen verlangt

Weiterhin wird auch dann, wenn ein angebotener Kanal von einer mobilen Fernsprechstation vorgemerkt worden ist eine permanente Qualitätskontrolle dadurch durchgeführt, daß bei jedem der pausenlos erfolgenden Kanal-Abtastdurchläufe festgestellt wird, ob sich auf dem angewählten Kanal ρ Code-Übereinstimmungen erzielen lassen.

Ist dies nicht der Fall, so wird die Vormerkung allerdings nicht sofort, sondern erst dann gelöscht wenn q aufeinanderfolgende Suchduchläufe ein negatives Ergebnis gebracht haben. Dadurch ist sichergestellt daß eine vorhandene Vormerkung nicht wegen jeder zufallsbedingten und nur kurzzeitig auftretenden Störung, sondern wirklich nur dann gelöscht wird, wenn die mobile Station bezüglich des betreffenden Konzentrator* eine so ungünstige geographische Position erreicht hat, daß mit einer dauerhaften Verbesserung der Verbindungsqualität nicht mehr gerechnet werden kann und es zweckmäßiger erscheint, eine neue Verbindung mit einem anderen /konzentrator zu suchen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Anspruch 2 aufgeführt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 ein symbolisches Diagramm, welches die durch die Erfindung angewandten Prinzipien erläutert und

Fig.? ein vereinfachtes Prinzipschema einer Funkfcrnsprechstation gemäß einer bevorzugten Aiwfübrungsform der Erfindung.

Die Fig. I ist eine symbolische Darstellung, welche den Ablauf zwischen dem Kriterium der Vormerkung bzw. Einschreibung und dem Kriterium der Löschung der Einschreibung darstellt.

Auf der Achse C? ist der Qualitätsgrad der Verbindung aufgetragen. Eine Einschreibung bei einem Konzentrator kann nur erfolgen, wenn der Arbeitspunkt Q_x sich wenigstens auf der Höhe eines ersten Wertes Pi befindet. Dies wird durch einen nach oben gerichteten Pfeil (I) dargestellt, welcher die Grenze Q\ einer ersten schraffierten Zone überschreitet. Sobald eine Einschreibung ausgeführt ist, kann sie nur dann gelöscht werden, wenn die Qualität unter die Höhe eines zweiten, schwächeren Grenzwerts Qi abgesunken ist. Dies wird durch einen nach unten gerichteten Pfeil (II) dargestellt, welcher die untere Grenz? Q₂ der schraffierten Zone unterschreitet. Der Arbeitspunkt, welcher zunächst bei Q_x war, und zwar oberhalb von Pi. muß auf P, zurückgehen, und zwar unterhalb von p2, um die Einschreibung zu verlieren.

Diese Einschreibung ist durch ein Relais R symbolisiert welches das Einspeicherungsorgan darstellt durch eine bistabile Kippstufe B und durch ein UND-Glied P. Wenn der Arbeitspunkt den Wert Pt erreicht setzt ein Signal a\ mit dem logischen Wert 1 die Kippstufe B in den Arbeitszustand, und diese löst das Relais R aus. Das Ausgangssignal der Kippstufe mit dem logischen Wert 1 wird an einen Eingang des Glieds P geführt Wenn der Arbeitspunkt unter den Wert Q₂ absinkt empfängt das Glied Pein Signal a%, welches zum anderen Eingang der Kippstufe B übertragen wird, da das Glied P ic einem durchlassenden Zustand ist Daraus ergibt sich, daß die Kippstufe B in den Ruhezustand zurückgeführt wird und daß das Relais R abfällt

Die F i g. 2 ist ein Schema der Auswahlvorrichtung, weiche den Empfänger einer beweglichen Station ausstattet

Der Empfänger 10, welcher mit einer Antenne ausgestattet ist ist ein vollständiger Funktrlrifon-Empfänger,

2*i der außerdem auf einem ersten Aus^s&t s eine empfangene spezielle Nachricht liefert, insbesondere einen allgemeinen Rufcode, welchen er im Aubenglick des Aufbaus einer Einschreibung von einem Konzentrator empfangen hat Er liefert darüber hinaus auf einem Ausgang b einen Impuls zum Vorrücken /, welcher für den Wechsel des Verkehrskanals im Laufe einer Abtastung charakteristisch ist wobei der Impuls lokal erzeugt wird und in einer solchen Folge ausgesandt wird, daß η Dekodierungen des allgemeinen Rufcodes auf einem Kanal ausgeführt werden können. Wenn der allgemeine Rufcode beispielsweise 20 Millisekunden dauert, ist die Folge der Impulse /ein Impuls pro 100 Millisekunden.

Ein Dekodierer 11 des Code-Anfangs dekodiert die jedem allgemeinen Anrufcode vorausgehenden charakteristischen Bits, welche beispielsweise langer sind als die Informationsbits. Ein Zähler 12 registriert alle Code-Anfänge und weist η Stellen auf (beispielsweise η = 5 im Falle der F i g. 2). Ein Einschreibbefehlsspeicher 13 liefert ein Signal ζ = 1 für den Verlust der Einschreibung, und ζ = 0 für eine vorgenommene Einschreibung eines Konzentrator. Dieser Speicher entspricht der Kippstufe Saus F i g. 1.

In einen ersten Speicher 17 werden die Bits eingeschrieben, welche den allgemeinen Anrufcode bilden.

Der erste Speicher 17 kann als Schieberegister ausgebildet sein (dessen Leitung zum Vorrücken nicht dargestellt ist, um die Figur nicht zu überladen). Ein zweiter Speicher 21 empfängt die nachfolgenden Wiederholungen des allgemeinen Anrufcodes; dieser Speicher kann ebenfalls die Form eines Schieberegisters aufweisen.

Ein Vergleichsorgan 17' vergleicht den Inhalt des crsien Suchers 17 mit dem Inhalt des zweiten Speichers 21. Der Ausgang des Vergleichsorgans 17' ist mit dem Eingang eines Koin^idenzzählers 23 verbunden. Im vorliegenden Fall ist dies ein Zähler modulo drei, der zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Koinzidenzen zwischen dem Inhalt von 17 und dem Inhalt des zweiten Speichers 21 feststellt.

Der Impuls zum Vorrücken / wird von einem Teilerzähler 25, der als Zähler modulo N ausgebildet is?, empfangen. Dieser Teilerzähler bewirkt eine Division durch N (z. B. /V = 25, Gesamtzahl der Kanäle, über die das bewegliche Netz verfügt). Der Ausgang des Teilerzählers 25 ist mit dem Eingang eines Suchdurchlaufzählers 24 verbunden, welcher durch eine Zahl ς teilt. Die Zahl q ist auf folgende Weise definiert: Eine Einschreibung, bzw. Einspeicherung, wird gelöscht, wenn der betroffene allgemeine Anrufcode im Laufe von q aufeinander-

folgenden Suchdurchläufen nicht ordnungsgemäß dekodiert wurde. Wenn die Abwesenheit der ordnungsgemäßen Dekodierung des allgemeinen Anrufcodes nur q' mal hintereinander erfolgt, wobei q' < q ist, geht der Zähler 24 auf Null zurück, sobald ein allgemeiner Anrufcode ordnungsgemäß dekodiert wird.

Bei 14 ist ein UND-Glied dargestellt, welches den Zustand »5« des Zählers 12 empfängt und das Ausgangssignal (Punkt X) des Koinzidenzzählers 23. Ein ODER-Glied 15 empfängt den Impuls /sowie das Aus- to gangssignal des UND-Gliedes 14. Sein Ausgangssignal bewirkt die Rückstellung des Zählers 12 auf Null.

Ein UND-Glied 16 empfängt die durch den Empfänger 10 gelieferte Nachricht, das Ausgangssignal ζ des Einschreibbefehlspeichers 13 und den Zustand »I« des is Zählers IZ Sein Ausgang ist mit dem ersten Speicher 17 verbunden. Ein UND-Glied 18 empfängt den Impuls J und das Signal z. Sein Ausgangssignal dient zur Rückstellung des ersten Speichers 17 auf Null.

Ein ODER-Glied 19 empfängt die Zustände »2« und »3« des Zählers 12. Sein Ausgangssignal wird an ein UND-Glied 22 geführt (siehe unten).

Ein ODER-Glied 20 kann den Zustand »3« oder den Zustand »4« des Zählers 12 empfangen und dann an den zweiten Speicher 21 einen Lesebefehl geben.

Ein UND-Glied 22 empfängt die Ausgangsnachricht des Empfängers 10 und das Ausgangssignal des ODER-Gliedes 19 und liefert sein Ausgangssignal an den Eingang des zweiten Speichers 21.

Der Einschreibbefehlspeicher 13 wird durch den (nicht dargestellten) Einschalter der Station auf »1« gesetzt (Betriebsstellung). Er wird durch das Ausgangssignal des Gliedes 14 auf Null zurückgestellt. Der Zähler 12 wird durch das Ausgangssignal des Gliedes 15 auf Null zurückgestellt Der Koinzidenzzähler 23 wird durch jeden Impuls/auf Null zurückgestellt. Der Zähler 24 wird durch das Ausgangssignal (x) des Koinzidenzzählers 23 auf Null zurückgestellt.

Die Arbeitsweise bei der Einschreibung ist folgende:

Wenn die Vorrichtung unter Spannung gesetzt wird (Betriebsstellung), wird der Einschreibbefehlspeicher 13 auf »1« gesetzt Der erste Impuls zum Vorrücken / setzt den Zähler 12 und den Koinzidenzzähler 23 auf Null.

Bei einer Einschreiboperation geht der erste allgemeine Anrufcode verloren, denn zu Beginn einer zufälli- gen Verbindung wird das Anfangsbit des Codes nicht zuverlässig empfangen. Der zweite wird in den ersten Speicher 17 gegeben. Der dritte wird ein erstes Mal mit dem zweiten verglichen. Der vierte wird ein weiteres Mal verglichen, und zwar zur Bestätigung. Vom fünften wird nur das Anfangsbit des Codes untersucht.

Sobald das erste Bit des Anfangs des vom Dekodierer

11 kommenden Codes empfangen ist gelangt der Zähler

12 in die Stellung »1« und öffnet das Glied 16, was den Eingang der Codebits der Nummer des Konzentrator in den ersten Speicher 17 gestattet.

Beim Erscheinen des Zustandes »2« des Zählers 12 (Ankunft des Anfangsbits eines zweiten Codes) wird das Glied 16 wieder geschlossen, das Glied 22 wird geöffnet und die Kodierbits des zweiten Codes, welcher empfan- eo gen wird, werden zum zweiten Speicher 21 geführt

Beim Erscheinen des Zustandes »3« des Zählers 12 (Ankunft des Anfangsbits eines dritten Codes) erfolgt durch das Glied 20 die Anwendung eines Lesebefehls, und beim Vorliegen einer Koinzidenz gelangt der Koinzidenzzähler 23 in den Zustand »1«.

Beim Erscheinen des Zustandes »4« des Zählers 12 (Ankunft des Anfangsbits eines vierten Codes) wird eine zweite Bestätigung der Koinzidenz bewirkt. Nun scl/.t der Zustand »2« des Koinzidenzzählers 23, welcher dem Zustand »5« des Zählers 12 zugeordnet ist, den Einschreibbefehlsspeicher 13 durch den Ausgang des Gliedes 14 auf Null zurück. Die mobile Fernsprechstation hat dann einen Konzentrator notiert, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der allgemeine Anrufcode des ersten Konzentrator eingespeichert ist, welcher im Laufe der Frequenzabtastung gefunden wurde, und /war unter der Bedingung, daß drei aufeinanderfolgende Codes nicht durch Rauschen beeinträchtigt wurden. Auf die erste Einspeicherung sind nämlich zwei Bestätigungen gefolgt. Dies führt zum Aufbau einer Redundanz der Ordnung 3, welche nur erreichbar ist, wenn das Signal-Rausch-Verhältnis einen bestimmten Minimalwert überschreitet, welcher gewährleistet, daß eine gute Verbindung vorliegt. Wenn das Signal-Rausch-Verhältnis den erforderlichen Minimalwert nicht erreicht, werden die Codes aufgrund von Rauschen mit Fehlern empfangen, so daß die Redundanz der Größenordnung 3 nicht erreicht wird. Ein solcher Konzentrator des R.indbcreiehs, welcher eine Verbindung schlechter Qualität liefern würde, wird durch diese Vorrichtung nicht ausgewählt.

Es ist zu bemerken, daß durch entsprechende Variation der Ordnung der Redundanz (2, 3, 4,...) die Möglichkeit besteht immer schärfere Kriterien an das Niveau der Auswahl des Konzentrators unter den verschiedenen in Frage kommenden Konzentratoren anzuwenden.

Nachfolgend wird der Mechanism« des Verlustes der Einschreibung beschrieben.

Eine mobile Funkfernsprechstation bewirkt in Betriebsstellung eine permanente Abtastung der N Kanäle, welche der Verbindung zur Verfügung stehen. |cdesmal, wenn der Koinzidenzzähler 23 zwei Koinzidenzen festgestellt hat (drei korrekt empfangene Codes), wird der Suchdurchlaufzähler 24 durch ein Signal auf Null zurückgessetzt, welches von dem Koinzidenzzähler 23 stammt Wenn hingegen bei q aufeinanderfolgenden vollständigen Suchdurchläufen es sich als unmöglich herausstellt, die erforderliche Majorität festzustellen (bei ρ erfolgreichen von η Dekodierungen), wird zugegeben, daß der in Betracht gezogene Konzentrator definitiv verloren ist. Die Anzahl q von erfolglosen Suchdurchläufen, welche als kritisch angeschen wird, ist mit 16 angenommen. Diese Anzahlist geeignet, die Möglichkeiten der kurzzeitigen Störung oder Abschaltung zu berücksichtigen, welchen die Verbindung zu dem bereits ausgewählte Konzentrator vorübergehend ausgesetzt sein kann, und zwar aufgrund von Ortveränderungen der mobilen Station.

Der Suchdurchlaufzähler 24 empfängt einen von N Impulsen /. Dieser eine Impuls wird durch den Tcilcrzähler 25 übertragen. Wenn die mobile Station in Konversation ist findet keine Frequenzabtastung statt, somit erfolgt auch kein Impuls zum Vorrücken /mehr, und die Einschreibung bleibt dann ganz sicher erhalten.

Um eine Vorstellung von dem zeitlichen Ablauf der Ereignisse zu geben, werden beispielsweise die folgenden Werte zugrundegelegt:

η — die Anzahl der allgemeinen Anrufcodcs. welche nacheinander ausgesandt werden = 5,

ρ = die Anzahl der Wiederholungen des allgemeinen Anrufcodes, durch welche der Koinzidenzzähler 23 nach einem ersten Empfang des Codes zufriedengestellt wird = 2,

rV = die Verharrzeit auf einem Kanal = 0.1 s (Dauer von fünf Codes),

N = die Anzahl der angebotenen Kanäle = 25,

q = die kritische Zahl der Suchdurchläufe, welche das Kriierium des Einschreibverlustes kennzeichnet = 16,

I = -;ie Dauer des vollständigen Suchdurchlaufs = NB = 2,5 s,

I = die Bczugs/eit, an deren Ende zugegeben wird,

daß die Einschreibung verloren ist, </ · ί = 40 s. !0

Die Wirkung einer kurzen Störung wird unterdrückt,
wenn sie weniger als 40 Sekunden lang dauert, denn
nach dem erneuten ordnungsgemäOen Empfang des Codes wird der Suchdurchlaufzähler 24 gelöscht, ehe er am 15 Zählende ^angekommen ist.

2 Biaii Zeichnungen

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Funkferasprechstation in einem Fernsprechnetz mit funk- und drahtgebundenen Teilnehmern, mit Konzentratoren, die als Verbindungsglieder zwischen einem drahtgebundenen Fernsprechnetz und den Funkfernsprechstationen dienen und die je auf einem von N Fernsprechkanälen, die allen Stationen zugänglich sind, durch Aussendung eines allgemeinen Anrufcodes anzeigen, daß dieser Kanal von einer Station besetzt werden kann, wobei die Stationen ihrerseits in Betriebsstellung Suchdurchläufe durch alle Kanäle, betreffend das Vorhandensein eines allgemeinen Anrufcodes, durchführen und auf jedem Kanal solange verharren, wie die Aussendung einer gegebenen Zahl π von Wiederholungen des Anrafcodes dauert, dadurch gekennzeichnet, daß Speicher (17, 21) zur Registrierung des Anrufcodes eines Konzentrators vorgesehen sind, die aiiägangsseitig an einen Vergieicher {IT) angeschlossen sind, der einen zum erstenmal empfangenen und in einen ersten (17) der Speicher eingeschriebenen Anrufcode nacheinander mit mehreren in den zweiten Speicher (21) eingeschriebenen Wiederholungen des Anrufcodes vergleicht und im Koinzidenzfall einen von dem Vergleicher (17') gesteuerte Koinzidenzzähler (23) weiterschreiten läßt, daß der Anrufcode des betreffenden Konzentrators im ersten Speicher (17) unverändert erhalten bleibt, wenn der Koinzi Jcnzzähler (23) innerhalb der η Wiederholungen des Anrufcodes ρ aufeinanderfolgende Koinzidenzen gezählt hat, und daß der Anrufcode in diesem ersten Speicher (17) er^t dann wieder gelöscht wird, wenn ein Suchdurchiaufzähler (24), der vom Koinzidenzzähler (23) jedesmal auf Null gesetzt wird, wenn letzterer den Zählzustand ρ erreicht hat, einen bestimmten Zählzustand q erreichL

2. Funkfernsprechstation nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß anläßlich jedes Kanalwechsels im Empfänger (10) der Station ein Impuls f/Jerzeugt wird, der an den Nullsetzungseingang des Koinzidenzzählers (23) angelegt ist und der zugleich in einem Teilerzähler (25) gezählt wird, wobei diesem Zähler (25) der Suchdurchlaufzähler (24) nachgeschaltet ist.