DE2148984C3

DE2148984C3 - Procedure for communication between several stations

Info

Publication number: DE2148984C3
Application number: DE19712148984
Authority: DE
Inventors: Walter Dr.-Ing. 8023 Pullach Heinlein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1976-02-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Nachrichtenverkehr zwischen mehreren Stationen, bei dem die zwischen den einzelnen Stationen übertragenen, im allgemeinen gegeneinander phasenverschobenen, adressencodierten Signalfolgen signalmodulierte gepulste RF-Trägerschwingungen mit großem Verhältnis von Sendepause zu Sendedauer sind.The invention relates to a method for communication between several stations, at to which the transmitted between the individual stations, generally out of phase with one another, address-coded signal sequences, signal-modulated, pulsed RF carrier waves with a large ratio from transmission pause to transmission duration.

Verfahren dieser Art kommen insbesondere bei Funksystemen mit mobilen Sende-Empfangsstationen zur Anwendung. Die Adressierung der Signalbitfolge zur gegenseitigen Erkennung der einzelnen am Verkehr teilnehmenden Stationen besteht in einer den einzelnen Signalbits aufgeprägten Feinstruktur in Form einer Amplituden-, Frequenz- oder Phasenmodulation. Ist die Anzahl der für einen Verkehr in Frage kommenden Sende-Empfangsstationen klein, beispielsweise drei bis zehn, und soll der technische Aufwand für die Adressierung sich in engen Grenzen halten, und zwar unter Berücksichtigung der an die einwandfreie Erkennung und einen ungestörten Betrieb zu stellenden Anforderungen, dann bietet sich vor allem eine FM-Adressencodierung an. Eine solche FM-Adressencodierung ist beispielsweise durch die Literaturstelle »IRE Transautions on VC«, August 1961, S. 40 bis 44, bekannt. Das dort angegebene Ausführungsbeispiel weist Signalbitfolgen für die einzelnen Stationen auf, die hinsichtlich jedes ihrer aufeinanderfolgenden Signalbits durch die Kombination von drei aus zehn Frequenzen dargestellt werden. Der Empfänger einer Station, der eine solche Signalbitfolge empfangen soll, erkennt die für ihn bestimmte Signalbitfolge an der Frequenzkombination der Signalbits der an seinem Eingang ankommenden Signalbitfolgen und wertet nur die Signalbits aus, die die vorgeschriebene Frequenzkombination aufweisen. Diese Erkennung wird noch dadurch erleichtert, daß die von den verschiedenen Stationen ausgesandten Signalbitfolgen periodisch sind und daß bei nicht zu großer Teilnehmerzahl die Wahrscheinlichkeit für das gleichzeitige Auftreten zweier Signalbits, die für verschiedene Stationen bestimmt sind, hinreichend gering ist.Methods of this type are used in particular in radio systems with mobile transceiver stations to use. The addressing of the signal bit sequence for mutual recognition of the individual traffic participating stations consists of a fine structure impressed on the individual signal bits an amplitude, frequency or phase modulation. Is the number of eligible traffic Transceiver stations small, for example three to ten, and should the technical effort for the Addressing should be kept within narrow limits, taking into account the correct detection and the requirements for undisturbed operation, FM address coding is the best option on. Such an FM address coding is, for example, from the literature reference »IRE Transautions on VC ", August 1961, pp. 40 to 44, known. The embodiment specified there has Signal bit sequences for the individual stations with regard to each of their successive signal bits can be represented by the combination of three out of ten frequencies. The receiver of a station who if such a signal bit sequence is to be received, the signal bit sequence intended for it recognizes the frequency combination the signal bits of the signal bit sequences arriving at its input and only evaluates the signal bits that have the prescribed frequency combination. This recognition is made even easier by that the signal bit sequences sent out by the various stations are periodic and that at The probability of the simultaneous occurrence of two signal bits which are not for too large a number of participants different stations are determined, is sufficiently low.

Eine besonders günstige Nachrichtenübertragung wird dann erreicht, wenn die eigentlichen Signale dem RF-Träger in Form der Phasensprungmodulation aufgeprägt sind. Die Phasensprungmodulation hat nämlich die Eigenschaft, daß hier die gesamte Sendeleistung für .ο die eigentliche Signalübertragung zur Verfügung steht. Wie die Praxis zeigt, läßt sich die Phasensprungmodulation nur mit außerordentlichen Schwierigkeiten dann zur Anwendung bringen, wenn zur Kennzeichnung der verschiedenen Stationen von einer FM-Adressencodierung in der geschilderten Weise Gebrauch gemacht wird. Ein solches Verfahren ist durch die US-PS 34 99 995 bekannt. Die Adressen sind hier beispielsweise durch drei Frequenzen in einem Zeit-Frequenzraster dargestellt. Die Phasensprungmodulation kommt da-A particularly favorable message transmission is achieved when the actual signals dem RF carriers are impressed in the form of phase shift modulation. Namely, the phase jump modulation has the property that the entire transmission power is available for .ο the actual signal transmission. As practice shows, the phase shift modulation can then only be carried out with extraordinary difficulty apply when identifying the various stations from an FM address coding use is made in the manner described. One such method is disclosed in U.S. Pat 34 99 995 known. The addresses are here, for example, by three frequencies in a time-frequency grid shown. The phase jump modulation comes

durch zum Ausdruck, daß die drei Frequenzen auf der Zeitachse des Zeitfrequenzrasters zwei verschiedene Zeitplätze annehmen, je nachdem, ob sie eine digitale »1« oder eine digitale »0« beinhalten. Der technische Aufwand für eine solche Nachrichtenübertragung ist erheblich und erfordert wegen des Zeit-Frequenzrasters eine sehr genaue Ädressencodesynchronisation zwischen Sender und Empfänger.by expressing that the three frequencies on the time axis of the time frequency grid are two different Accept time slots depending on whether they contain a digital "1" or a digital "0". The technical one The effort for such a message transmission is considerable and required because of the time-frequency grid a very precise address code synchronization between transmitter and receiver.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren zum Nachrichtenverkehr zwischen mehreren Sende-Empfangsstationen der geschilderten Art eine weitere Lösung für eine FM-Adressencodierung anzugeben, die bei geringem technischem Aufwand einer Signalübertragung durch Phasensprungmodulation der Trägerschwingung nicht im Wege steht.The invention is based on the object of a method for message traffic between several Transceiver stations of the type described represent a further solution for FM address coding specify the signal transmission through phase jump modulation with little technical effort does not stand in the way of the carrier oscillation.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch i angegebene Erfindung gelöst.This task is indicated by the in claim i Invention solved.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Anwendung der Phasensprungmoduiation dann keine Schwierigkeiten mit sich bringt, wenn jedes der aufeinanderfolgenden Signalbits einer Signalbitfolge lediglich von einer Trägerschwingung vorgegebener Frequenz gebildet wird. Dies ist bei einer mit einem Minimum von Frequenzen auskommenden FM-Adiessencodierung dann möglich, wenn im allgemeinen die gesamte Adresse auf zwei und mehr aufeinanderfolgende Signalbits so verteilt wird, daß jedes Signalbit lediglich von einer Trägerschwingung vorgegebener Frequenz gebildet wird. Um dabei auf eine Adressen-Codewortsynchronisation verzichten zu können, ist es zweckmä-Big, von einem kommafreien Adressencode, bei dem Beginn und Ende vom Empfänger nicht erkannt werden müssen, Gebrauch zu machen. Zwar wird hierdurch bei gegebener Anzahl η der Frequenzen die Anzahl der hiermit zu bildenden unterschiedlichen Adressen eingeschränkt, doch wird dieser Nachteil wiederum durch einen geringeren Aufwand auf der Empfangsseite infolge Wegfalls der Adressen-Codewortsynchronisation kompensiert.
Die Anwendbarkeit des Verfahrens nach der Erfindung ist nicht auf die Fälle beschränkt, in denen die Phasensprungmodulation vorliegt. So kann das Verfahren nach der Erfindung z. B. auch angewendet werden, wenn eine Amplitudenmodulation unter Ausschluß der Nullamplitude angewendet wird.The invention is based on the knowledge that the use of phase jump modulation does not present any difficulties if each of the successive signal bits of a signal bit sequence is formed only by a carrier oscillation of a predetermined frequency. This is possible with FM address coding using a minimum of frequencies if the entire address is generally distributed over two or more successive signal bits in such a way that each signal bit is formed by only one carrier wave of a given frequency. In order to be able to do without address code word synchronization, it is advisable to make use of a comma-free address code in which the receiver does not have to recognize the beginning and the end. Although this limits the number of different addresses to be formed with a given number η of frequencies, this disadvantage is in turn compensated for by less effort on the receiving side due to the omission of address-code word synchronization.
The applicability of the method according to the invention is not restricted to the cases in which the phase shift modulation is present. Thus, the method according to the invention, for. B. can also be used when an amplitude modulation is used excluding the zero amplitude.

f>5 Im Hinblick auf eine möglichst geringe Bandbreite bei geringem Aufwand an die benötigten Filter ist es z. B. zweckmäßig, die Zahl der am Nachrichtenverkehr beteiligten Sende-Empfangsstationen auf maximal elff> 5 With regard to the lowest possible bandwidth with little effort on the required filter it is z. B. expedient, the number of on the message traffic participating send / receive stations to a maximum of eleven

zu beschränken und hierbei für die Bildung von maximal elf kommafreien Adressen-Codeworten insgesamt /j = 3 Frequenzen vorzusehen.to restrict and here for the formation of a maximum of eleven comma-free address code words in total / j = 3 frequencies to be provided.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll die Emndung im folgenden ^ς noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeutet With reference to an embodiment shown in the drawing, the Emndung will be explained in the following ^ς closer. In the drawing means

F i g. 1 ein Zeitdiagramm von elf verschiedenen FM-adressencodierten Signalbitfolgen nach der Erfindung,F i g. 1 is a timing diagram of eleven different FM address coded Signal bit sequences according to the invention,

F i g. 2 eine tabellarische Zusammenstellung der mit Hilfe von drei Frequenzen gebildeten elf kommafreien Adressen für elf Signalbitfolgen nach F i g. 1,F i g. 2 a tabular compilation of the with Eleven comma-free addresses for eleven signal bit sequences according to FIG. 1, formed using three frequencies. 1,

F i g. 3 die schematische Darstellung einer Sende-Empfangsstation in einem Blockschaltbild.F i g. 3 shows the schematic representation of a transceiver station in a block diagram.

In F i g. 1 sind in den Diagrammen 1. 2, 3, 4, 5 ... 11 τ5 elf Signalfolgen angedeutet, die lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit innerhalb einer Periode τ in gleichen Abständen gegeneinander zeitverschoben dargestellt sind. Die aufeinanderfolgenden Signalbits der Signalbitfolgen enthalten das zu übertragende Signal in Form einer phasenumgetasteten RF-Trägerschwingung. Die ersten drei Signalbitfolgen enthalten pro Signalbit die vollständige Adresse, und zwar die erste Signalbitfolge durch die Frequenz der Trägerschwingung f\, die zweite Signalbitfolge durch die Frequenz /2 der Trägerschwingung und die dritte Signalbitfolge durch die Frequenz /3 der Trägerschwingung. Die weiteren Signalbitfolgen weisen zwar pro Signalbit ebenfalls nur eine Frequenz der sie darstellenden Trägerschwingung auf, jedoch erstreckt sich hier die Adresse über drei ^o aufeinanderfolgende Signalbits. Wie F i g. I erkennen läßt, weist die Trägerschwingung der Signalbitfolge des Diagramms 4 in den aufeinanderfolgenden Signalbits die Frequenzen ft, ti, ti, die Trägerschwingung der Signalbitfolge des Diagramms 5 die Frequenzen f\, /3, Q und die Trägerschwingung der Signalbitfolge des Diagramms 11 die Frequenzen fl,fi,ß auf.In Fig. 1, eleven signal sequences are indicated in diagrams 1. 2, 3, 4, 5... The successive signal bits of the signal bit sequences contain the signal to be transmitted in the form of a phase-shift keyed RF carrier wave. The first three signal bit sequences contain the complete address per signal bit, namely the first signal bit sequence through the frequency of the carrier oscillation f \, the second signal bit sequence through the frequency / 2 of the carrier oscillation and the third signal bit sequence through the frequency / 3 of the carrier oscillation. The other signal bit sequences also have only one frequency of the carrier oscillation they represent per signal bit, but here the address extends over three consecutive signal bits. Like F i g. I can be seen, the carrier oscillation of the signal bit sequence of diagram 4 in the successive signal bits has the frequencies ft, ti, ti, the carrier oscillation of the signal bit sequence of diagram 5 the frequencies f \, / 3, Q and the carrier oscillation of the signal bit sequence of diagram 11 the frequencies fl, fi, ß on.

Zur besseren Übersicht sind in der tabellarischen Darstellung nach F i g. 2 die kommafreien Adressen für sämtliche elf Signalbitfolgen dargestellt, wobei jedoch lediglich die den Frequenzen f beigegebenen Indizes angegeben sind. Hiernach weisen die ersten drei Signalbitfolgen eine Einbit-Adresse mit jeweils einer Frequenz der Trägerschwingung, die vierte bis neunte Signalbitfolge jeweils eine Dreibit-Adresse mit insgesamt zwei verschiedenen Frequenzen der Trägerschwingungen und die zehnte und elfte Signalbitfolge eine Dreibit-Adresse mit jeweils drei verschiedenen Frequenzen der Trägerschwingung auf.For a better overview, the tabular representation according to FIG. 2 shows the comma-free addresses for all eleven signal bit sequences, but only the indices attached to the frequencies f are given. According to this, the first three signal bit sequences have a one-bit address each with a frequency of the carrier wave, the fourth to ninth signal bit sequence each have a three-bit address with a total of two different frequencies of the carrier waves, and the tenth and eleventh signal bit sequences have a three-bit address each with three different frequencies of the Carrier oscillation.

Bei dem Ausführungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geeigneten Sende-Empfangsstation nach F i g. 3 ist das Sendeteil mit S und das Empfangsteil mit E bezeichnet. Das am Eingang des Sendeteils 5 anstehende Signal Sig tastet mit Hilfe des Modulators M die Phase der vom Generator s> Gs gelieferten gepulsten Trägerschwingungen um. Das Modulatorausgangssignal wird anschließend im sendeseitigen Umsetzer Us in die Radiofrequenzlage umgesetzt und nach Verstärkung in einem Sendeverstärker Vs über die Sendeantenne As abgestrahlt. Die Umset- tio zung des Modulationssignals im sendeseitigen Umsetzer Us kann wahlweise mit Hilfe einer der drei von den Generatoren Gi, Gl und C3 erzeugenden Trägerschwingungen erfolgen, deren Ausgänge über eine vom Taktgenerator GT gesteuerte sendeseitige Steuereinrichtung Sis mit dem zweiter. Eingang des sendeseitigen Umsetzers in Verbindung stehen. Die Frequenzen der von den Generatoren Gi, Gl und G3 erzeugten Trägerschwingungen werden int Rhythmus des Taktgenerators CTarn Trägerschwingungseingang des sendeseitigen Umsetzers Us in der Weise wirksam, daß entsprechend der in der sendeseitigen Steuereinrichtung eingestellten Adresse die am Ausgang des sendeseitigen Umsetzers auftretenden Signalbits jeweils eine der Frequenzen Λ, ti oder /3 aufweisen.In the exemplary embodiment of a transceiver station according to FIG. 3, the transmitting part is denoted by S and the receiving part is denoted by E. The signal Sig present at the input of the transmitting part 5 scans the phase of the pulsed carrier oscillations supplied by the generator s> Gs with the aid of the modulator M. The modulator output signal is then converted into the radio frequency position in the transmitter Us converter and, after amplification in a transmitter amplifier Vs, is emitted via the transmitter antenna As. The conversion of the modulation signal in the converter Us on the transmitter side can optionally take place with the help of one of the three carrier waves generated by the generators Gi, Gl and C3 , the outputs of which are connected to the second via a transmitter-side control device Sis controlled by the clock generator GT. Input of the transmitter-side converter are connected. The frequencies of the carrier waves generated by the generators Gi, Gl and G3 are int the rhythm of the clock generator CTarn carrier wave input of the transmitter Us converter in such a way that, according to the address set in the transmitter control device, the signal bits appearing at the output of the transmitter converter one of the frequencies Have Λ, ti or / 3.

Das Empfangsteil E der Sende-Empfangsstation weist eingangsseitig die Empfangsantenne Ae auf, die die ankommenden Signalbitfolgen dem einen Eingang eines empfangsseitigen Umsetzers Ue zuführt. Analog zum Sendeiei! S steht der andere Eingang des empfangsseitigen Umsetzers über eine vom Taktgenerator GT' gesteuerte empfangsseitige Steuereinrichtung Sie mit den Ausgängen von drei Generatoren GY, G2' und G3' in Verbindung, mit deren Hilfe Signalbitfolgen mit der gewünschten Adresse in eine ZwischenfrequenzebePi; umgesetzt werden. Die adressenrichtig empfangene Signalbitfolge wird in der Zwischenfrequenzebene zunächst im Zwischenfrequenzverstärker Vz verstärkt, anschließend im HF-Demodulator G\ gleichgerichtet und anschließend dem eingentlichen Signaldemodulator D zugeführt, an dessen Ausgang dann das übertragene Signal Sig in seiner ursprünglichen Form zur weiteren Verarbeitung ansteht. An den Ausgang des HF-Demodulators ist ferner die monostabile Kippstufe K angeschaltet, deren Ausgang mit dem Synchronisiereingang des Taktgenerators GT' verbunden ist.The receiving part E of the transceiver station has the receiving antenna Ae on the input side, which feeds the incoming signal bit sequences to one input of a converter Ue on the receiving side. Analogous to the sending egg! S the other input of the converter on the receiver side is connected to the outputs of three generators GY, G2 ' and G3' via a receiver-side control device controlled by the clock generator GT ' . implemented. The signal bit sequence received with the correct address is first amplified in the intermediate frequency level in the intermediate frequency amplifier Vz , then rectified in the RF demodulator G \ and then fed to the actual signal demodulator D , at whose output the transmitted signal Sig is then available in its original form for further processing. The monostable multivibrator K is also connected to the output of the RF demodulator, the output of which is connected to the synchronization input of the clock generator GT ' .

Zu Beginn einer Übertragung von einer sendenden Station zu einer empfangenden Station wird die sendende Station zunächst ein Wählsignal aussenden, und zwar in Form der Adresse der gewünschten Empfangsstation. Der zunächst freilaufende Taktgenerator GT des Empfangsteils fder empfangenden Station schaltet im Rhythmus einer Periode τ über die empfangsseitige Steuereinrichtung Ste die Ausgänge der Generatoren GY, G2' und Gi' an den zweiten Eingang des empfangsseitigen Umsetzers, und zwar entsprechend der vorgegebenen Eigenandresse, an. Die Taktfrequenz des Taktgenerators GT' und die Impulsfolgefrequenz des eintreffenden Wählsignals schweben zunächst, so daß der erforderliche Synchronismus nur näherungsweise und zeitweise (mit Abständen entsprechend der Schwebungsperiode) zustande kommt. Im Augenblick des Synchronismus erscheinen am ZF-Ausgang des empfangsseitigen Umsetzers Ue Impulse, welche nach Verstärkung im Zwischenfrequenzverstärker Vz und Gleichrichtung im Gleichrichter Gi die monostabile Kippstufe K erregen, die alsbald über ihren Ausgang den Taktgenerator GT' synchronisiert. Der Taktgenerator GT' ist so bemessen, daß er seine Taktfrequenz hinreichend lange aufrechterhält, also auch dann nicht wegläuft, wenn einige Synchronisierimpulse ausfallen. Sobald das Empfangsteil der gewünschten Empfangsstation synchronisiert ist, kann die sendende Station mit der eigentlichen Signalübertragung beginnen.At the beginning of a transmission from a sending station to a receiving station, the sending station will first send out a dialing signal in the form of the address of the desired receiving station. The first free-running clock generator GT of the receiving section f of the receiving station switches to the rhythm of a period τ on the receiving side control means Ste the outputs of the generators GY, G2 'and Gi' to the second input of the reception-side converter, corresponding to the predetermined Eigenandresse on. The clock frequency of the clock generator GT ' and the pulse repetition frequency of the incoming selection signal initially float, so that the required synchronism only comes about approximately and temporarily (with intervals corresponding to the beat period). At the moment of synchronism, pulses appear at the IF output of the receiver converter Ue which, after amplification in the intermediate frequency amplifier Vz and rectification in the rectifier Gi, excite the monostable multivibrator K , which immediately synchronizes the clock generator GT 'via its output. The clock generator GT ' is dimensioned so that it maintains its clock frequency for a sufficiently long time, that is, it does not run away even if some synchronization pulses fail. As soon as the receiving part of the desired receiving station is synchronized, the sending station can begin with the actual signal transmission.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for communication between several stations, in which the transmitted between the individual stations, generally phase-shifted, address-coded signal sequences are signal-modulated pulsed RF carrier waves with a large ratio of pause to transmission, characterized in that at a predetermined mi ^: minimal number of η frequencies for addressing messages for m (m> n) stops the Signalbitfolgen for π stations each one of the η frequencies is assigned as a one-bit address, while the addresses of the remaining (m - n) stations as a comma free addresses are each characterized by 2, 3 ... η of the η frequencies available for this purpose are formed so that the address consists of a specified periodic sequence of 2, 3 ... η frequencies, the 2, 3 ... η consecutive signal bits (2-, 3 -... n- bit address).

2. The method according to claim 1, characterized in that η = 3 frequencies are provided for the formation of a maximum of eleven comma-free addresses.