DE2141333B2

DE2141333B2 - Nachrichtenübertragungssystem

Info

Publication number: DE2141333B2
Application number: DE2141333A
Authority: DE
Inventors: Otto Dipl.-Ing. 7910 Neu-Ulm Bardroff; Klaus Dieter Dr. 7913 Senden Schenkel
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1971-08-18
Filing date: 1971-08-18
Publication date: 1979-09-20
Also published as: DE2141333C3; DE2141333A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Nachrichtenübertragungssystem, insbesondere mit Funkübertragung, mit einer Vielzahl von angeschlossenen Teilnehmern und einer Anzahl von Nachrichtenübertragungskanälen, wobei jedem Nachrichtenübertragungskanal jeweils nur eine einzige Nachrichtenverbindung zwischen zwei oder mehr Teilnehmern zugeordnet ist, ohne Verwendung einer zentralen Steuereinheit für den Verbindungsaufbau.

Trotz der dichten Vermaschung des öffentlichen Fernmeldenetzes besteht oft der Wunsch zwar an dieses Fernmeldenetz angeschlossen zu sein, aber den Nachteil eines ortsfesten Fernmeldeanschlusses zu umgehen. Solche Fernmeldeanschlüsse werden daher mit dem kabelgebundenen öffentlichen Netz über Funk verbunden. Dem Teilnehmer wird dabei ein Funkgerät zugeordnet, welches ständig mit einer Funküberleiteinrichtung zum Kabelnetz in Verbindung steht.

In vielen Fällen, besonders bei geringem Verkehraufkommen, wird allen Funkteilnehmern derselbe Übertragungskanal zur Verfugung gestellt. Wenn keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, können dann allerdings auch alle an diesen Übertragungskanal angeschlossenen Teilnehmer sämtliche übertragenen Nachrichten übernehmen. Dies ist beispielsweise beim Taxifunkdienst der Fall.

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 mit Funkübertragung,

""•o anzugeben, das mehrere Kanäle verwendet und keine zentrale Steuereinheit zum Verbindungsaufbau benötigt.

Die Erfindung betrifft dabei im wesentlichen nicht die hochfrequenten Funkeinrichtungen, sondern die teilneh-

M merindividuelle Steuerung. Sie geht davon aus, daß solche an ein Funkwählsystem angeschlossene Teilnehmer vorwiegend untereinander Nachrichten austauschen aber gleichberechtigt ein Übergang in ein kabelgebundenes Nachrichtennetz vorgesehen ist.

ω Die Erfindung besteht darin, daß in jedem Teilnehmergerät ständig zyklisch alle Nachrichtenüberlragungskanäle auf ihren Belegungszustand überprüft werden und daraufhin überprüft 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.

Das erfindungsgemäße System soll in einem Beispiel in Zusammenhang mit F i g. 1 näher erläutert werden. Zum besseren Verständnis wird dabei künftig ein Teilnehmer, der eine Nachrichtenverbindung aufbaut (»rufender 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 DeltamodulatorAdemodulator 1 digitalisiert. Ersteres ist im Prinzip keine notwendige Voraussetzung, letzteres ist nur bei gleichzeitiger Übertragung 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 2> über seinen Belegungszustand. Da auch belegte Teilnehmer auf Anruf ihren Belegungszustand mitteilen müssen, erfordert dies im Falle einer frequenzmultiplexen Übertragung der beiden gerichteten Nachrichtenwege zwischen zwei Teilnehmern einen zweiten jo Empfänger bei jedem Teilnehmer. Etwas einfacher hierfür ist das Verfahren der zeitmultiplexen Übertragung, gemäß einem älteren Vorschlag (DE-OS 21 39 402), bei der je ein Zeitschlitz für die beiden entgegengesetzten Nachrichtenübertragungsrichtun- r> gen und der dritte Zeitschlitz für die Aufnahme und die Beantwortung eines weiteren Anrufes an einen belegten Teilnehmer vorgesehen ist. Hierbei ist für die zyklische Überprüfung der Kanäle kein gesonderter Empfänger erforderlich. Dieses letztere Verfahren wird der Dastellung in F i g. 1 zugrunde gelegt.

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 4^r> schreibt ihren Belegungszustand in einen Kanalspeicher 2 ein. Diese Prüfung kann vorteilhafterweise mit einer Digitalrauschsperre 3,4 gemäß einem älteren Vorschlag (DE-OS 21 31 310) geschehen. Wird ein bisher freier Kanal beim nächsten zyklischen Umlauf belegt vorge- w funden 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 Veruindungswunsch durch das Aussenden der Teilnehmernum- >5 mer des gerufenen Teilnehmers eingeleitet wird, kann von dem betrachteten Teilnehmergerät festgestellt werden, ob es selbst gerufen wird oder nicht. Dies geschieht im Rufempfänger 5. 1st der Ruf an einen anderen Teilnehmer gerichtet, dann wird dieser Kanal t>o im Kanalspeicher der Steuerung 6 als belegt deklariert. Betrifft der Ruf das betrachtete Teilnehmergerät, dann quittiert es den Ruf durch das von ihm ausgesandte Signal »gerufener Teilnehmer ist frei«. Der weitere Verlauf des Verbindungsaufbaus wird später heschrieben.

Betrachtet wird nun der Fall, daß von einem Teilnehmergerät A aus eine Verbindung zu einem Teilnehmer Baufgebaut 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 Ziffernscheibe gewählte Nummer des gewünschten Teilnehmers wird in den Rufgenerator 8 eingerchrieben und dort mit einem Rufkennzeichen versehen. Um die auszusendende Rufnummer gegen Störungen auf dem Übertragungsweg zu sichern ist dem Rufgenerator eine Datensicherungseinheit 9 nachgeschaltet Ist der Ruf nach beendeter Wahl vollständig aufbereitet dann wird er, mit einem Synchronisierzeichen für die Datensicherung versehen, so lange in stetiger Wiederholung abgestrahlt bis der gerufene Teilnehmer B entweder die Quittung »Teilnehmer frei« oder »Teilnehmer belegt« sendet Wird diese Quittung von Teilnehmergerät A empfangen, dann wird die Rufaussendung beendet und im ersten Fall die Verbindung als aufgebaut betrachtet; beim Teilnehmer A ertönt der Rufton, bei Teilnehmer B das Rufzeichen (»Wecker«). Im zweiten hall wird im Teilnehmergerät A der Besetztton eingeschaltet; die Verbindung ist nicht aufgebaut Gleichzeitig werden während des gesamten Wählvorgangs, Rufaussendens und Verbindungsaufbaus ebenso wie bei Nachrichtenübertragung über eine aufgebaute Verbindung, durch den Empfänger alle anderen Kanäle zyklisch auf ihren Belegungszustand geprüft und auf einei eventuell an Teilnehmer A vorliegenden Ruf ur ter sucht.

Oftmals besteht der Wunsch einem belegten Teilnehmer anzuzeigen, daß ein weiterer, wichtiger Ruf an ihn vorliegt. 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. Ferngespräch) hinweist.

Das läßt sich bei einem Funksystem auf diese Weise nicht lösen. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher gegebenenfalls vom rufenden 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 dem dieser Ruf übertragen wurde, festgehalten und dem belegten Teilnehmer Bein akustisches oder optisches Signal gegeben, daß ein wichtiges Gespräch sich in »Wartestellung« befindet. Beim Teilnehmer A löscht nämlich die Quittung des Teilnehmers B nicht die Rufaussendung. Beendet nun der Teilnehmer B die ursprünglich 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.

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 empfangen oder übertragen.

Der Teilnehmer A, der die Konferenzverbindung aufbauen möchte, wählt, nachdem am Teilnehmergerät diese besondere Verbindungsart eingestellt ist, nacheinander die Nummern der zu rufenden Teilnehmer B\ ... Bk. Das Ende des Wahlvorgangs (d. h. damit die Anzahl

der gewünschten Teilnehmer) wird wiederum durch ein besonderes Schaltmittel, welches beispielsweise dasselbe wie zu Beginn des Wahlvorgangs sein kann, der Steuerung angezeigt. Der Rufgenerator bereitet die einzelnen Rufe auf und kennzeichnet sie im Rufkennzei- ί chen als Konferenzrufe. Die Rufe an die gewünschten 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 ι« Rufaussendung zu unterbrechen, wenn nur von einem Teil der gerufenen Teilnehmer die Quittung »Teilnehmer frei« vorliegt und vom /4-Teilnehmer der Wunsch vorliegt, nur mit diesem Teil die Konferenzverbindung aufzubauen, um eine zu lange Verbindungsaufbauzeit zu ι ^Γ> verhindern. Mit Ende der Rufaussendung gut auch hier die Verbindung als aufgebaut.

Da der hochfrequente Sendekanal des Teilnehmergeräts A gleichzeitig der Empfangskanal aller anderen Teilnehmergeräte und der hochfrequente Empfangskanal des Teilnehmergeräts A gleichzeitig der Sendekanal aller anderen Teilnehmergeräte ist, dürfen aus funktechnischen Gründen die HF-Sender der ß-Teilnehmergeräte jeweils zur Nachrichtenübertragung an das Teilnehmergerät A nur zeitgestaffelt eingeschaltet werden. Da ?> außer dem Teilnehmer A die Teilnehmer S, bei solch einer Nachrichtenübertragung des Teilnehmers Bj dessen Nachricht nicht empfangen können, wird im Teilnehmergerät A die von Bj kommende Nachricht im niederfrequenten Bereich einer eventuell von Teilnehmer A herrührenden Nachricht überlagert und vom Teilnehmergerät A wieder ausgestrahlt. Damit ist die von Bj ausgehende Nachricht allen anderen Teilnehmern zugänglich (F i g. 2).

Entsprechend einer Weiterführung der Erfindung j"> kann mittels dieser Konferenzschaltung bei ungünstigen Funkübertragungsbedingungen zwischen den Teilnehmern Si und B₂ ein Teilnehmer A, der sich zwischen B\ und Bi befindet, als Funkrelais wirksam werden, ohne daß der Teilnehmer A selbst am Gespräch teilnehmen muß.

Oftmals ist es wünschenswert eine Datenübertragung erläuternd zu kommentieren oder neben der Sprachübertragung eine Faksimileübertragung von Besprechungsunterlagen mittels eines Faksimilegeräts 10 durchzuführen. 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.) Durch 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.

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 Il 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 Anzahl von Synchronisierworten die jeweils eine Nummernkennung enthalten, vom Teilnehmergerät A in stetiger Folge 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 kennzeichnet den Start dei verschachtelten Sprach- und Datensignale (F i g. 3a unc 3b). Weiterhin können die Synchronisierwörter eine Information über den zu übertragenden Datentaki beinhalten. Die Übertragung von zwei unterschiedlichen Datentakten ist in Fig. 3a und 3b dargestellt Durch die Datentaktkennzeichnung kann im Nachrichtenverteiler, z. B. mit Hilfe eines durch die Datentaktkennzeichnung einstellbaren Zählers, eine Trennung der Datenbits von den Sprechbits erreicht werden.

Sollen ausschließlich Daten übertragen werden beispielsweise bei der Übertragung eines Textes übet Fernschreiber 15 oder bei der Übertragung über ein Datengerät 16, so ist eine Anschlußeinheit 17 für Datengeräte vorgesehen, welche den in der Rege! langsamen Datentakt auf den normalen Betriebstakt des Teilnehmergeräts wandelt.

In Fig. 1 ist weiterhin ein Sendespeicher 18 und Empfangsspeicher 19 dargestellt, der den normaler Betriebstakt des Teilnehmergeräts bei dem beispielsweise vorgesehenen hochfrequenten Zeittriplexverfahren auf den sende- und empfangsseitigen Takt und das vorgesehene Sende-Empfangszeitplatzmuster umformt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Nachrichtenübertragungssystem, insbesondere mit Funkübertragung, mit einer Vielzahl von angeschlossenen Teilnehmern und einer Anzahl von Nachrichtenübertragungskanälen, wobei jedem Nachrichtenübertragungskanal jeweils nur eine einzige Nachrichtenverbindung zwischen zwei oder mehr Teilnehmern zugeordnet ist, ohne Verwendung einer zentralen Steuereinheit für den Verbin- iu dungsaufbau, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Teilnehmergerät ständig zyklisch alle Nachrichtenübertragungskanäle auf ihren Belegungszustand überprüft werden und daraufhin überprüft werden, ob ein einen Verbindungswunsch ι "> 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.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tatsache, daß ein Kanal belegt ist, in einem Speicher festgehalten wird, und daß jeweils nur bei neu belegten Kanälen eine über die Prüfung auf Belegtzustand hinausgehende Prüfung auf das 2) Vorliegen eines Rufes erfolgt

3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung eines Rufs als Vorrangruf vorgesehen ist, daß beim Vorliegen eines Vorrangrufs an ein belegtes Teilnehmergerät i< > dieses so gesteuert wird, daß nach Beendigung der ursprünglichen Verbindung der Kanal des Vorrangrufs belegt wird und das Teilnehmergerät auf diesem Kanal zum Verbindungsaufbau mit dem vorrangig rufenden Teilnehmer zur Verfügung steht. ι j

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist, eine Mehrzahl von Rufen von einem Teilnehmergerät zwecks Aufbaus einer Konferenzverbindung auszusenden.

5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem eine Konferenzverbindung aufbauenden Teilnehmergerät Mittel vorgesehen sind, die die von den anderen an der Konferenzverbindung beteiligten Teilnehmergeräten stammenden Nachrichten empfangen, mit den von dem die Konferenzverbindung aufbauenden Teilnehmergerät stammenden Nachrichten zusammenfassen und wieder aussenden.

6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vergesehen sind, um auf einem Nachrichtenübertragungskanal gleichzeitig Sprach- und Oatensignale zu übertragen.

7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitige Übertragung von Sprach- und Datensignalen dadurch erfolgt, daß die für die Sprachübertragung normalerweise verwendete Bitfrequenz reduziert wird und daß die Datensignale mit den Sprachsignalen reduzierter Bitfrequenz nach dem Zeitvielfachverfehren übertragen werden.

8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussendung des einen Verbindungswunsch kennzeichnenden Rufes durch systematische Hinzufügung von Redundanz so gegen Verfälschung gesichert ist, daß verfälschte oder durch Verfälschung vorgetäuschte Rufe erkannt und ausgeschieden werden.