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"Nachrichtenübertragungssystem" Die erfindung betrifft ein Nachrichtenübertragungssystem,
insbesondere mit Funkübertragung, mit einer Vielzahl von angeschlossenen Teilnehmern
und einer Anzahl von Nachrichtenübertragungskanälen, wobei j jedem Nachrichtenübertragungskanal
jeweils nur eine einzige Nachrichtenverbindung zwischen zwei oder mehr Teilnehmern
zugeordnet ist, ohne Verwendung einer zentralen Steuereinheit für den Verbindungsaufbau.
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Trotz der dichten Vermaschung des öffentlichen Fernmeldenetzes besteht
oft der Wunsch zwar an dieses Ferrimeldenetz angeschlossen zu sein, aber den Nachteil
eines ortsfesten Fernmeldeanschlußes zu umgehen. Solche Fernmeldeanschlüsse werden
daher mit dem kabelgebundenen öffentlichen @etz über Funk verbunden. Dem Teilnehmer
wird dabei ein Funkger@t zugeordnet, welches ständig mit einer Funküberleiteinrichtung
zum Kabelnetz in Verbindung steht.
In vielen Fällen, besonders bei
geringem Verkehrsaufkommen, wird allen Funkteilnehmern derselbe Ubertragungskanal
zur Verfugung gestellt. Wenn keine besonderen Vorgehrungen getroffen werden, können
dann allerdings auch alle an diesen Ubertragungskanal angeschlossenen Teilnehmer
sämtliche übertragenen Nachrichten übernehmen.
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Dies ist beispielsweise beim Taxifunkdienst der Fall.
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Ist das Verkehrsaufkommen Jedoch so groß, daß ein Kanal nicht mehr
ausreicht, oder aus Gründen der in öffentlichen Netzen notwendigen Geheimhaltung
der übertragenen Nachricht, wird jeder Nachrichtenverbindung zwischen zwei oder
mehreren Teilnehmern für die Dauer der Nachrichtenübertragung ein eigener Kanal
zugeordnet Es war Aufgabe der Erfindung, ein Nachrichtenübertragungssystem., insbesondere
üit Funkübertragung, anzugeben, das mehrere Kanäle verwendet und keine zentrale
Steuereinheit; zum Verbindungsaufbau benötigt.
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Die Erfindung betrifft dabei im wesentlichen nicht die hochfrequenten
Funkeinrichtungen, sondern die teilnehmerindividuelle Steuerung. Sie geht davon
aus, daß solche an ein Funkwählsystem angeschlossene Teilnehmer vorwiegend untereinander
Nachrichten austauschen aber gleichberechtigt
ein bbergang in ein
kabelgebundenes Nachrichtennetz vorgesehen ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß in jedem Teilnehmerge rät ständig
zyklisch alle Nachrichtenübertragungskanäle auf ihren Belegungszustand überprüft
werden und daraufhin uberpruft werden, ob ein einen Verbindungswunsch kennzeichnender
Ruf an das jeweilige Teilnehmergerät vorliegt, daß beim Vorliegen eines Rufes von
dem betroffenen Teilnehmergerät ein Signal über dessen Belegungszustand ("frei"
oder "belegt") ausgesendet wird.
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Das erfindungsgemäße System soll in einem Beispiel in Zusammenhang
mit Fix, 1 näher erläutert werden. Zum besseren Verständnis wird dabei ktüiftig
ein Teilnehmer, der eine Nachrichtenverbindung aufbaut (11rufender Teilnehmer!:)
als Teilnehmer A, der gesuchte ("gerufene") Teilnehmer als Teilnehmer B bezeichnet.
Es sei dabei vorausgesetzt, daß -der niederfrequente Nachrichtenfluß in beiden Richtungen
kontinuierlich möglich sei und daß die Nachrichten in digitalisierter Form vorliegen;
falls letzteres nicht der Fall ist, werden die analogen Nachrichtensignale beispielsweise
in einem Deltamodulator/-demodulator 1 digitalisiert.
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Ersteres ist im Prinzip keine notwendige Voraussetzung, letzteres
ist nur bei gleichzeitiger Ubertragung mehrerer
Nachrichtensignale
über denselben Kanal notwendig, obwohl es auch dann verschiedene andere Möglichkeiten
der Mehrfachausnutzung eines Kanals gibt, Da im Gegensatz zur drahtgebundenen Nachrichtenübertragung
der Belegungszustand eines Teilnehmers ("belegt" oder "frei") nicht aufgrund des
Potentialzustandes seiner Teilnehmerleitung erkannt werden kann, sendet bei dem
erfindungsgemäßen System das Gerät eines jeden Teilnehmers einem anderen Teilnehmer,
welcher diesen Teilnehmer ruft, ein aktives Zeichen über seinen Belegungszustand.
Da auch belegte Teilnehmer auf enruf ihren Belegungszustand mit teilen müssen, erfordert
dies im Falle einer frequenzmultiplexen übertragung der beiden gerichteten Nachrichtenwege
zwischen zwei Teilnehmern einen zweiten Empfänger bei jedem Teilnehmer. Etwas einfacher
hierfür ist das Verfahren der zeitmultiplexen Übertragung, gemäß einem älteren Vorschlag
(Eatentanmeldung g 21 39 402.5), bei der je ein Zeitschlitz für die beiden entgegengesetzten
Nachrichtenübertragungsrichtungen und der dritte Zeitschlitz für die Aufnahme und
die beantwortung eines weiteren i\:nrufes an einen belegten Teilnehmer vorgesehen
ist. Hierbei ist fi-r die zyklische Uberprufung der Kandle kein gXesonderter Empfänger
erforderlich. Dieses letztere Verfahren wird der Darstellung in lig. 1 zugrunde
gelegt.
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Befindet sich ein Teilnehmergerät im "Normalzustand", (d.h. es werden
keine Nachrichten übertragen), dann prüft der Empfänger zyklisch nacheinander alle
Nachrichtenkanäle ob sie "belegt" oder "frei" sind und schreibt ihren Belegungszustand
in einen Kanal speicher 2 ein. Diese Prufung kann vorteilhafterweise mit einer Digitalrauschsperre
3,4 gemäß einem älteren vorschlag (Patentanmeldung P 2131310.0) geschehen, wird
ein bisher freier Kanal beim nächsten zyklischen Umlauf belegt vorgefunden und handelt
es sich offenbar nicht um eine Kanalbelegung durch Störgeräusche (was mit der genannten
Digitalrauschsperre erkannt wird), dann liegt ein neuer Verbindungswunsch vor. Da
dieser Verbindungswunsch durch das @ussenden der Teilnehmernummer des gerufenen
Teilnehmers eingeleitet wird, kann von dem betrachteten Teilnehmergerät festgestellt
werden, ob es selbst gerufen wird oder nicht, Dies geschieht im Rufempfänger 5.,
Ist der Ruf an einen anderen Teilnehmer gerichtet, dann wird dieser Kanal im Kanalspeicher
der Steuerung 6 als belegt deklariert, Betrifft der Ruf das betrachtete Teilnehmergerat,
dann quittiert es den Ruf durch das von ihm ausgesandte Signal "gerufener Teilnehmer
ist frei". Der weitere Verlauf des Verbindungsaufbaus wird später beschrieben,
Betrachtet
wird nun der Fall, daß von einem Teilnehmergerät t aus eine Verbindung zu einem
Teilnehmer B aufgebaut werden soll: Beim Abheben des Handapparates am Teilnehmergerät
A wird der Empfänger 7 beim zyklischen Absuchen der Kanäle auf dem nächsten freien
Kanal zunächst angehalten. Dieser Kanal wird als Sendekanal deklariert; der Wählton
wird eingeschaltet. Die über Tasten oder Ziffernacheibe gewählte ummer des gewünschten
Teilnehmers wird in den Rufgenerator 8 eingeschrieben und dort mit einem Rufkennzeichen
versehen. Um die auszusendende Rufnummer gegen Störungen auf dem Ubertragungsweg
zu sichern ist dem .-ufgenerator eine Datensicherungseinheit 9 nacngeschaltet.
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Ist der Ruf nach beendeter wahl vollständig aufbereitet, dann ird
er, mit einem Synchronisierzeichen für die Datensicherung versehen, so lange in
stetiger @iederholung abgestrahlt, bis der gerufene Teilnehmer B entweder die Quittung
Teilnehmer frei" oder "Teilnehner belegt" sendet. wird diese Quittung vom Teilnehmergerät
Lx empfangen, dann wird die Rufaussendung beendet und im ersten Fall die Verbindung
als aufgebaut betrachtet; beim Teilnehmer @ ertönt der äfton, bei Teilnehmer B das
Rufzeichen ("Wecker").
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Im zweiten Fall wird im Teilnehmergerät A. der Besetztton eingeschaltet;
die Verbindung ist nicht aufgebaut. eleichzeitig
werden während
des gesamten Wählvorgangs, Rufaussendens und Verbindungsaufbaus ebenso wie bei der
Bachrichtenübertragung über eine aufgebaute Verbindung, durch den Empfänger alle
anderen Kanäle zyklisch auf ihren Belegungszustand geprüft und auf einen eventuell
an Teilnehmer A vorliegenden Ruf untersucht.
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Oftmals besteht der Wunsch einem belegten Teilnehmer anzuzeigen, daß
ein weiterer, wichtiger Ruf an ihn vorliegt.
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In Nebenstellenanlagen wird dies normalerweise so gelöst, daß sich
der Bedienungsplatz in die Leitung einschaltet und den belegten Teilnehmer auf das
wichtige Gespräch (z.B. Berngespräch) hinweist.
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Das läßt sich bei einem Funksystem auf diese Weise nicht lösen. Gemäß
einer Weiterbildung der erfindung wird daher gegebenenfalls vom ruf enden Teilnehmer
in das der Rufnummer angehängte Rufkennzeichen ein Prioritätszeichen eingeschrieben.
Vom gerufenen, belegten Teilnehmer wird zwar eine Quittung "Teilnehmer belegt" ausgestrahlt.
Gleichzeitig wird jedoch der Kanal, auf deiu dieser Kuf übertragen wurde, festgehalten
und dem belegten Teilnehmer B ein akustisches oder optisches signal gegeben, daß
ein wichtiges Gespräch sich in "Wartestellung" befindet. Beim Teilnehmer A lö@cht
nämlich die Quittung des Teilnehmers B
nicht die Rufaussendung.
Beendet nun der Teilnehmer B die ursprunglich bestehende Nachrichtenübertragung,
dann wird sein Empfänger automatisch auf den Kanal geschaltet, auf dem das Vorranggespräch
wartet. Das Teilnehmergerät B sendet nun selbsttätig die Quittung "Teilnehmer frei"
aus und der Verbindungsaufbau geht auf die schon beschriebene Weise vor sich.
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Es ist oftmals wünschenswert, daß mehrere Teilnehmer gleichzeitig
untereinander Nachrichten austauschen. Dies läßt sich in einem Funksystem, wie es
hier beschrieben wird, nur durchführen, wenn einzelne Teilnehmer nicht gleichzeitig
Nachrichten übertragen und empfangen, sondern wechselweise Nachrichten ei fangen
oder übertragen, Der Teilnehmer @, der die Konferenzverbindung aufbauen möchte,
wählt, nachdem am Teilnehmergerat diese beson dere Verbindungsart eingestellt ist,
nacheinander die Nummern der zu rufenden Teilnehmer B1...Bk. Das Ende des Wahlvorgangs
(d.h. damit die Anzehl der gewünschten Teil-.
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nehmer), wird wiederum durch ein besonderes Schaltmittel, welches
beissielsweise dasselbe wie zu Beginn des Wahlvorgangs sein kann, der Steuerung
angezeigt. Der @ufgenerator bereitet die einzelnen Rufe auf und kennzeichnet sie
im Rufkennzeichen als Konferenzruf@. Die Rufe an die gewunschten
Teilnehmer
werden so lange ausgestrahlt, bis von jedem Teilnehmer eine Quittung "Teilnehmer
frei" vorliegt. Es kann vorteilhaft sein, diesen Konferenzruf als Vorrangruf auszusenden.
Weiterhin kann es vorteilhaft sein, die Rufaussendung zu unterbrechen, wenn nur
von einem Teil der gerufenen Teilnehmer die Quittung "Teilnehmer frei" vorliegt
und vom A-Teilnehmer der Wunsch vorliegt, nur mit diese Teil die Konferenzverbindung
aufzubauen, um eine zu lange Verbindungsaufbauzeit zu verhindert Mit Ende der Rufaussendung
gilt auch hier die Verbindung als aufgebaut.
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Da der hochfrequente Sendekanal des Teilnehmergeräts A gleichzeitig
der Empfangskanal aller anderen Teilnehmergerate und der hochfrequente Empfangskanal
des Teilnehmergeräts ; gleichzeitig der Sendekanal aller anderen Teilnehmergeräte
ist, dürfen aus funktechnischen Gründen die HF-bender der B-Teilnehmergeräte jeweils
zur Nachrichtenübertragung an das Teilnehmergerät A nur zeitgestaffelt eingeschaltet
werden. Da außer dem Teilnehmer A die Teilnehmer Bi bei solch einer Nachrichtenübertragung
des Teilnehmers Bj dessen Nchricht nicht empfangen können, wird im Teilnehmergerät
A dia von B. kommende Nachricht im niederfrequenten Bereich einer eventuell von
Teilnehmer A herrührenuen Nachricht überlagert und vom Teilnehmergerät A
wieder
ausgestrahlt. Damit ist die von B. ausgehende Nachricht allen anderen Teilnehmern
zugänglich (Fig. 2).
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Entsprechend einer Weiterführung der Erfindung kann mittels dieser
Konferenzschaltung bei ungünstigen Funkübertragungsbedingungen zwischen den Teilnehmern
B1 und B2 ein Teilnehmer A, der sich zwischen 31 und B2 befindet, als Funkrelais
wirksam werden, ohne daß der Teilnehmer A selbst am Gespräch teilnehmen muß.
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Oftmals ist es wünschenswert eine Datenlibertragung erlauternd zu
kommentieren oder neben der Sprachübertragung eine Faksimileübertragung von Bespreschungsunterlagen
mittels eines Faksimilegeräts 10 durchzufiihren. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
ergibt sich eine besonders einfache Lösung dadurch, daß die Bitfrequenz des in einem
Deltamodulator binär codierten Sprachsignals so reduziert wird, daß in einem Zeitmultiplexverfahren
anstelle der früheren Sprachbits nun Datenbits eingefügt werden. (Bei der Analog-Digital-Wandlung
durch PCM wird entsprechend die Stufenzahl und damit die Bits je PCM-Wort verringert).
lurch dieses Verfahren ist aus Gründen der Verständlichkeit der zu übertragenden
Sprachsignale keine beliebig große Reduzierung der Bitfrequenz möglich. Es sind
aber Datenfolgen bis zu 2400 bits/sec ohne nennenswerte
Schwierigkeiten
gleichzeitig mit Sprache übertragbar.
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Es muß dabei der Datentakt ein ganzer Teiler des reduzierten Sprachsignaltaktes
sein, die summe beider ergibt zweckmäßigerweise den Signaltakt des nichtreduzierten
digitalen Sprachsignals. Der Nachrichtenmultiplexer 11 auf der Sendeseite und der
Nachrichtenverteiler 12 auf der Empfangsseite eines jeden Teilnehmergeräts werden
zu Beginn der Übertragung einmal synchronisiert, der Synchronismus wird dann mit
Hilfe stabiler Oszillatoren über die "Bittaktrückgewinnung" 13, 14, vgl, hierzu
die ältere Patentanmeldung P 21 39 404.7, im jeweiligen Empfänger für die Dauer
der Nachrichtenverbindung aufrecht erhalten Die Synchronisierung geschieht erfindungsgemäß
so, daß eine vorbekannte @nzahl von Bynchronisierworten, die jeweils eine Nummernkennung
enthalten, vom Teilnehmergerät A in stetiger i olge ausgesandt werden, Selbst bei
starken Funkstörungen ist es dem Teilnehmergerät B möglich,mindestens eines dieser
Synchronisierwörter zu empfangen und aus seiner Nummerkennung das Ende der Synchronisierfolge
zu ermitteln. Das Ende dieser Folge konnzeichnet den Start der verschachtelten Sprach-
und Datensignale (Fig. 3a und 3b).
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Weiterhin können die Synchronisierwörter eine Information über den
zu übertragende Datentakt beinhalten. Die Übertragung
von zwei
unterschiedlichen Datentakten ist in Fig.
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3a und 3b dargestellt. Durch die Datentaktkennzeichung kann im Nachrichtenverteiler,
z.B. mit Hilfe eines durch die Datentaktkennzeichnung einstellbaren Zählers, eine
Trennung der Datenbits von den Sprochbits erreicht werden.
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Sollen ausschließlich Daten übertragen werden, beispielsweise bei
der Übertragung eines Textes über Fernschreiber 15 oder bei der Übertragung über
ein Datengerät 16, so ist eine Anschlußeinheit 17 für Datengeräte vorgesehen, welche
den in der Regel langsamen Datentakt auf den normalen Yctriebstakt des Teilnehmergeräts
wandelt.
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In Fig 1 ist weiterhin ein Sondespeicher 18 und Empfaugsspeicher 19
dargestellt, der den normalen Betriebstakt des Teilnehmergeräts bei dem beispielsweise
vorgesehenen hochfrequenten Zeittriplexverfahren -auf den sende- und empfangsseitigen
Takt und das vorgesehene Sende-Empfangszeitplatzmuster umformt.