DE2209014C1 - Funksystem - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funksystem mit einer größeren Anzahl von in einem zu versorgenden Gebiet räumlich verteilt angeordneten Sende- und Empfangsstationen (Vermittlungsstellen), deren jede vorzugsweise eine größere Anzahl von einzelnen Teilnehmern versorgt, in der Weise, daß der Einzelteilnehmer einen auch an einer anderen Sende-Empfangsstation angeschlossenen Teilnehmer erreichen kann,

n) insbesondere mit einem Verbindungsaufbau zwischen den einzelnen Teilnehmern nach Patent 12 99 734.

Wesentlich für derartige Systeme ist, daß sie eine größere Anzahl von Vermittlungsstellen enthalten, die über das zu versorgende Gebiet netzartig verteilt

J5 vorgesehen sind. Infolge eines besonderen Verbindungsaufbaues, gegebenenfalls unter Verwendung der einzelnen Vermittlungsstelle als reine Transitstelle, kann jeder an eine beliebige Vermittlungsstelle des Netzes angeschlossener Teilnehmer auch bei Ausfall einzelner Vermittlungsstellen des Netzes mit hoher Sicherheit jeden anderen Teilnehmer erreichen, der an eine andere noch ungestörte Vermittlungsstelle angeschaltet ist. Die einzelnen Vermittlungsstellen des Systems sind dabei meist über Funkstrecken miteinander verbunden. Die Aufbereitung der einzelnen Sprechkanäle ist hierbei meist in der Weise vorgesehen, daß diese naqh einem Zeitbündelungsvei-fahren zu einem Modulationssignal für den radiofrequenten Träger zusammengefaßt werden. Das Modulationssi-

^r>o gnal dient dann zur Phasen- oder Frequenzmodulation des radiofrequenten Trägers. Für die Zeitbündelung der Sprachkanäle werden häufig die Signale des einzelnen Sprechkanals vorausgehend in ein Pulscodemodulationssignal oder ein Pulsdeltamodulationssignal umgewandelt. Es hat dies den Vorteil, daß die wesentlichen Geräuschspannungen im einzelnen Sprechkanal lediglich die Quantisierungsgeräusche sind. Vor allem wenn ein derartiges Nachrichtenübermittlungssystem mit einer großen Anzahl von Funkübertragungswegen arbeitet, ist der apparative Aufwand in der einzelnen Vermittlungsstelle relativ groß. Es wird nämlich je eine komplette Richtfunkeinrichtung für jede Verbindung zu einer benachbarten Vermittlungsstelle des Netzes benötigt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die

b5 Verwendung von Richtfunkverbindungen die verkehrsmäßige Lenkung des Informationsstromes zwischen benachbarten Vermittlungsstellen einschränkt, weil die üblichen Richtfunkgeräte für eine bestimmte Anzahl

von Sprechkanälen ausgelegt sind. Das beruht darauf, daß zur Vermeidung einer Überlastung der einzelnen Vermittlungsstelle im "Transitverkehr eine wesentlich höhere Sprechkreiszahl für die einzelne Richtfunkverbindung vorgesehen werden muß als sie bei normalem .-Verkehrsablauf an sich nötig wäre.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Funksystem der einleitend geschilderten Art nicht nur den apparativen Aufwand in der einzelnen Vermittlungsstelle, vor allem auch bei dem sogenannten _Vj Transitverkciii", zu vermindern, sondern auch eine Möglichkeit aufzuzeigen, wie die Flexibilität der Informationslenkung innerhalb des Funksystems verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einem Funksystem der einleitend geschilderten Art erfindungsgemäß durch die gemeinsame Anwendung folgender an sich bekannter Maßnahmen gelöst:

a) in dem Funksystem sind zumindest für die Sprechkanäle benachbarter Vermittlungsstellen untereinander frequenzverschiedene Radiofrequenzkanäle vorgesehen, die in einem für das System bestimmten Frequenzbereich liegen,

b) die Übertragung des einzelnen Sprachsignals (Sprechkanal) ist nach einem Digitalverfahren vorgesehen,

c) in der einzelnen Vermittlungsstelle strahlt der Sender seine Informationen zu den Vermittlungsstellen, mit denen eine Verbindungsstelle hergestellt werden soll, über eine in der durch die _i(l Vermittlungsstellen räumlich bestimmten Ebene höchstens gering bündelnde Antenne ab,

d) für den Empfang der Radiofrequenzsignale von anderen Vermittlungsstellen sind in der einzelnen Vermittlungsstelle getrennte Richtantennen vorge- _J5 sehen.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß vom Sender der einzelnen Vermittlungsstelle alle zu erreichenden Vermittlungsstellen über die eine Antenne angestrahlt werden, während der einzelne von den Empfängern in jeder Vermittlungsstation über seine zugehörige Richtantenne jeweils den Sender einer anderen Vermittlungsstelle empfängt.

Vorteilhaft ist es, wenn jeweils mehrere frequenzbenachbarte radiofrequente Sprechkanäle ein Sprechka- .._; nalbündel bilden, das in der Radiofrequenzebene als Einheit behandelt wird und aus dem in der Zwischenfrequenzebene des einzelnen Empfängers die jeweils für eine Verbindung auszuwählenden Sprechkanäle ermittelt und vermittelt werden.

Vorteilhaft ist es ferner, wenn in der einzelnen Vermittlungsstelle der für jede Empfangsrichtung zugehörige Empfänger nur den radiofrequenten Teil eines Überlagerungsempfängers umfaßt und einen zwischenfrequenten Ausgang hat, und daß aus den vorzugsweise in gleicher Frequenzlage befindlichen Zwischenfrequenzsignalen der einzelnen Empfänger die jeweils zu vermittelnden Sprechkanäle frequenzselektiv ausgewählt und durch Demodulation in die Form des ursprünglichen digitalen Signals oder auch des ursprünglichen analogen Signals gebracht werden und in dieser Form entweder zu dem an diese Vermittlungsstelle angeschlossenen Teilnehmer gebracht oder im Fall des Transitverkehrs dem Sender dieser Vermittlungsstelle nach entsprechender Aufbereitung zugeführt _b5 werden, vorzugsweise unter analoger Rückumsetzung in die zwischenfrequente Ebene.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn im Demodulationsweg und/oder bei Transitverkehr im Aufbereitung^ eg für das weiter zu verarbeitende zwischenfrequeme Signal eine Regenerierungsschaltung für die in Digitalform vorliegenden Signale vorgesehen ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das ein erfindungsgemäß ausgebildetes Funksystem behandelt.

Die Sicherheit in einem vermaschten Nachrichtennetz kann in wirksamer Weise durch eine weitgehende Dezentralisierung, d. h. durch intensive Verfeinerung der Maschenstruktur, erhöhi werden. Eine Erweiterung der Anzahl der Knotenpunkte, d. h. Vermittlungsstellen je Flächeneinheit, z. B. um den Faktor zwei bis vier gegenüber den verschiedenen bisherigen Lösungen, ist jedoch nur dann sinnvoll, wenn die Knotenpunkte technisch einfacher und leichter installier- und bedienbar werden.

Die in Planung und Aufstellung aufwendigsten Teile eines konventionellen Knotenpunktes sind die Richtfunkverbindungen (RV) zu den benachbarten Knoter.. Übliche Richtfunksysteme werden in einem engmaschigen Netz in der Regel schlecht ausgenutzt, zumal die Anforderungen an Kanaikapazität und an Übertragungsreichweite drastisch zurückgehen. Demgegenüber hat die erfindungsgemäße Ausbildung eines Relaisnetzes einen Mehrkanal-Sender je Vermittlungsstelle, der mit oiner vorzugsweise rundstrahlenden, horizontal bündelnden Antenne verbunden ist und von allen Nachbarknoten mittels richtungsabhängigen Empfangsantennen aufgenommen wird. Die bisherige sendeseitige übertragungsselektive Vermittlungseinrichtung wird bewußt fortgelassen; vielmehr entnehmen die einzelnen Vermittlungsstellen dem jeweils von der benachbarten Vermittlungsstelle her empfangenen Informationsstrom die für sie bestimmten Anteile. Die »Bündelstärke« zwischen den Vermittlungsstellen ist damit voll variabel. Die Verkehrskapazität einer Knotenstelle verteilt sich automatisch entsprechend den Verkehrsanforderungen auf die Verbindungen zu den Nachbarknoten.

Der Verbindungsaufbau kann vorteilhaft von der einzelnen Vermittlungsstelle aus in abgehender Richtung über nur einen Steuerkanal organisiert werden. Dieser Steuerkanal wird von den benachbarten Vermittlungsstellen ständig empfangen. Es ist auch vorteilhaft möglich, analog zum Ste; ;rkana! weitere frei verfügbare Kanäle für SopHerdienste innerhalb des Netzes zu reservieren. Solche Sonderdienste sind beispielsweise ein Rundspruch, prioritätsbehaftete Verbindungswünsche usw.

An die einzelne Vermittlungsstelle sind die diversen Teilnehmer meist über eine Funkverbindung anzuschließen. Die Funkteilnehmer arbeiten hierbei mittels einer Sprachaufbereitung niedriger Bitrate (Vocoder). Das Funksystem bzw. Funkrelaisnetz kann daher gegensätzlich zum bisher üblichen ebenfalls mil einer niedrigen Bitrate arbeiten. Die Funkteilnehmer können über die Funkkonzentratoren (FUKO) und Drahtteilnehmer aus z. B. engbegrenzten, fest verdrahteten Stabsnetzen über Drahtkonzentratoren (DRAKO) an die einzelne Vermittlungsstelle angeschlossen werden. Ein erfindungsgemäßes Funknetz kann z. B. 40 Vermittlungsstellen bzw. Knoten auf der Fläche von 50 km χ 150 km umfassen, wobei mit einem Sprechkanalhündel von ζ. Β 40 tinzelkanälen pro Sender der Vermittlungsstelle bei beispielsweise insgesamt 2000 Teilnehmern eine Extern-Verkehrskapaziiät von mindestens 0,2 Erl./Teilnehmer erreicht wird. Die an ein modernes Wählsystem zu stellenden Forderungen, wie automatische Teilnehmer-

suche, ninto-ieclinische Numerierung, PnoriiiUsklassen u. a. können voll berücksichtigt werden. Die einzelne Vermittlungsstelle ist in hohem Maße unabhängig von ihren benachbarten Vermittlungsstellen. Änderungen der Nri/struktur können mit geringem Bedienungsaufwand J.i's'.hgaührt v.'erlcn. Die Fur.kpiunung k:inn mehr nach den Regeln des Mobilfunks erioigen. Die Richt.funkregcln mit ihren einschränkenden Bedingungen für die Standortwahl brauchen normalerweise nicht mehr beachtet zu werden, wofür es sich jedoch «mpfiehlt, für den Betrieb des Netzes den Radiotre-Ljuenzbereich zwischen 200 ... 1000 MHz, insbesondere 200 ... 400 MHz, zu wählen. Bei schwierigen Geländeverhältnissen können einzelne Maschen auch ohne Änderungen in der Vermittlungsstelle mit konventionellem Übertragungsmittel ausgeführt werden.

Die Einrichtungen der Vermittlungsstelle (ohne Konzentratoren und deren Zubringer) können gegensätzlich zu den herkömmlichen Systemen in einem Fahrzeug untergebracht werden. Dies ist in der F i g. 1 angedeutet. Die bisher unvermeidbare Fahrzeugkonzentration an der einzelnen Vermittlungsstelle entfällt somit. Die Sendeantenne SA ist als Rundstrahlantenne ausgebildet. Die Vermittlungsstelle soll mit vier anderen Vermittlungsstellen zusammenarbeiten und hat deshalb vier Richtantennen EA 1, EA 2. EA 3 und EA 4 als Empfangsantennen. Diese sind beim Beispiel als Winkelreflektorantennen ausgebildet. Alle Antennen sind an einem am Fahrzeug verankerten Mast befestigt. Wie bereits ausgeführt, ist ein derartiges Netz um so sicherer gegen Zerstörung, je enger die Maschen, also je zahlreicher die Vermittlungsstellen sind. Wird das Netz als reines Digitalnetz aufgebaut, so ist auf Grund der Regenerierbarkeit der Digitalsignale von der Übertragungsseite her, d. h. bezüglich der Geräuschsummierung, nahezu keine Grenze hinsichtlich der Anzahl der Vermittlungsstellen gegeben. Bei optimaler Vermaschung des Netzes steigt aber die Anzahl der benötigten Richtfunkgeräte erheblich an.

Die bei Erstellung eines Funknetzes mit solchen Vermittlungsstellen sich ergebende Netzstruktur ist bereits anhand einer einzelnen Knotengruppe (F i g. 2) erkennbar. Unter Knotengruppe wird dabei die Gruppe von Vermittlungsstellen verstanden, die — bezogen auf den Sender einer Vermittlungsstelle — erreichbar sind. Die bereits erwähnte Konzeption des Funkwählverfahrens ist ein Mehrfach-Zugriffsverfahren. Pro Vermittlungsstelle ist nur der eine Sender gegeben. Zum Empfang der RF-Signale bzw. Kanalbündel von den benachbarten Vermittlungsstellen sind z. B. vier Vielfach-Empfänger vorgesehen, die mit vorzugsweise ferngesteuerten Richtantennen verbunden sind. Um dies zu verdeutlichen, sind in der F i g. 2 die Sendefrequenzen der einzelnen Vermittlungsstellen 1,11, IV und V mit fA 1 bis fA 4 und die Sendefrequenz der Vermittlungsstelle III mit /Bl bezeichnet. Eine weitere Vermittlungsstelle VI, die von III aus nicht direkt erreichbar ist, sendet mit /B2. Die Duplex-Bildung wird in der Frequenzebene vorgenommen. Dabei müssen nur die Sendefrequenzen der einzelnen Vermittlungsstellen im Zusammenhang mit den Sendefrequenzen der zu empfangenden Nachbarknotenstellen geplant bzw. vorgegeben werden. Es ist noch zu erwähnen, daß die angegebenen Frequenzen nicht einzelne diskrete Frequenzen sind, sondern frequenzverschiedene Frequenzbereiche bedeuten, entsprechend den nachstehenden Ausführungen zu F i g. 3.

Die Übertragung geschieht, wie bereits erwähnt.

iniiids FrequcnzmuWiplexlechnik, wobei beim Ausführun.£'.^h?isniel jeweils 40 Sprechkanäle mit einem Informaiioiisfluß von je 2.4 khit/s zu einem Ri'-Kann! bündel vereinigt sind. Die F ι g. J zeigt die Frequenzaufteilung in einem solchen Bündel. Der erste Kanal wird beim Ausführungsbeispiel als Dienst- und Steuerkanal 5 verwendet. Mit dcii übrigen Kanälen 1 bis 33 wird der Extern-Verkehr zwischen den Vermittlungsstellen abgewick-'ii. Das Kanalbündel hat somit eine Bandbreite von ca. 200 kHz.

Beim Ausführungsbeispiel werden in jeder Vermittlungsstelle die RF-Kanalbündel von maximal vier benachbarten Vermittlungsstellen empfangen. Bei der Aul teilung in die einzelnen Sprechkanäle werden von den maximal 160 angebotenen Sprechkanälen nur die Kanäle (maximal 39) berücksichtigt, die in der beireffci.den Vermittlungsstelle momentan vermittelt werden. Dazu kann ein Durchschaltenetzwerk in der sogenannten zweiten ZF-Ebene der einzelnen Empfänger vorgesehen werden, dem unmittelbar die Kanaldemodulatoren folgen können. Die Zuordnung der einzelnen Kanaldemodulatoren zu dem Empfänger des gewünschten RF-Kanalbündels sowie die Auswahl des in diesem RF-Kanalbündel ausgewählten Datenkanals sind dann beim Verbindungsaufbau vom Steuerwerk festzulegen. Lediglich die vier Steuerkanäle sind dann ständig in der Vermittlungsstelle zu empfangen und im Steuerwerk auszuwerten.

Um die bereits geschilderte Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Systems beim Ausführungsbeispiel zu realisieren, wird zweckmäßig die einzelne Vermittlungsstelle so ausgebildet, wie es die Fig.4 im Blockschaltbild zeigt. Es sind die Sendeantenne SA und die vier Empfangsantennen EA t bis EA 4 schematisch angedeutet. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist detailliert im Blockschaltbild nur der Verarbeitungsweg für EA 1 und EA 4 gezeigt und für SA. EA 2 und EA 3 sind entsprechend zu ergänzen. Über EA 1, EA 2, EA 3 und EA 4 wird jeweils ein radiofrequentes Signal empfangen, dessen Modulationssignal einem Basisband entspricht, wie es in der F i g. 3 gezeigt ist. Das Basisbandsignal umfaßt demzufolge im Frequenzmultiplex 40 einzelne Sprechkanäle, von denen der erste jeweils der Steuerkanal sein soll, während die übrigen 39 für die Sprechvermittlung bzw. für die Übertragung anderer Signale — wie Faksimili, Wechselstromtelegrafie u. dgl. — dienen. Von der einzelnen Empfangsanten ne EA wird jeweils ein gesonderter Radiofrequenzempfänger RFE gespeist, so daß insgesamt vier solche Radiofrequenzempfänger RFE1 bis RFEA vorzusehen sind. Diese Radiofrequenzempfänger haben vorzugsweise die gleiche Zwischenfrequenzlage in ihrem Ausgangsteil. Man hat demzufolge beim Ausführungsbeispiel vier Zwischenfrequenzausgänge ZF \ bis ZFA zur Verfügung. In jedem Zwischenfrequenzausgang sine entsprechend dem Frequenzmultiplexbetrieb 4C Sprechkanäle frequenzmäßig gestaffelt vorhanden. Be vier Empfängern RFE ergibt dies somit eine gesamt« Sprechkanalzahl von 160. Für die Weiterverarbeitung dieser 160 von den Empfängern angebotenen Sprechkanälen dient eine Zwischenfrequenzvermittlung ZFV Innerhalb von ZFV ist ein gesonderter Netzabschnif vorgesehen, nämlich das zwischenfrequente Durchschaltnetzwerk ZFN. Dieses ist nach Art eine! bekannten Kreuzschienenverteilers ausgebildet unc wird zweckmäßig in moderner elektronischer Technil durchgeführt. Da derartige Kreuzschienenverteilei zwischenzeitlich allgemein bekannt sind, wird hier au

■.inc delaillicttc Beschreibung verzichtet. Wesentlich is! nur, daß es durch einen solchen Kreuzschienenverteiler ZIN möglich sein muß, leau. brüchigen Sprecnkanai aus ei·..-;"! Zwischenfrequen/signalen ZFX bis ZF 4 mil einem beliebigen der Kanalmouiilatoren KD1 bis ^r> KD39 zu verbinden. Zusätzlich ist noch für jeden der Empfänger bzw ci-r Zwischenfrequenzausgänge ZFX bis /7 "4 eine direkte Durchschaltung zu gesonderten Demudulatorcn für die Stetlerkanäle bzw S-Kanäle gemäß Fig. 3 vorgesehen. Diese Demodulatoren sind in mit FKDi bis FKD4 bezeichnet. Die Kanaldemodulatoren 1 bis 39 enthalten in ihrem Ausgang zusätzlich noch jeweils einen Speicher SPl bis 5P39, um bei der noch zu erläuternden Zeitmultiplexvermittlung innerhalb der Vermittlungsstelle Phasenausgleichungen vor- υ nehmen zu können. Zweckmäßig sind diese Speicher als I-Bit-Pufferspeicher ausgebildet, wenn die Information mit PCM- bzw. Pulsdeltamodulation übertragen wird.

Zur Steuerung des Kreuzschienenverteiler¹: in der Zwischenfrequenzvermittlung ist ein entsprechendes Ansteuernetzwerk ASE für die verschiedenen Empfänger gemeinsam vorgesehen. ASE steuert sowohl das Zwischenfrequenznetzwerk ZFN für die eigentlichen Sprechkanal-Demodulatoren. Die Steuerkanaldemodulatoren SKDX bis SKD4 der vier Empfänger sind ständig angeschaltet, weil über sie der Verbindungsaufbau erfolgt, unter Auswertung der Steuersignale im Steuerrechner SR. Wesentlich für die Vermittlung innerhalb der einzelnen Vermittlungsstelle ist eine gemeinsame Zeitmultiplexschiene ZMS. Diese dient jo dazu, die von den einzelnen Teilnehmern bzw. Konzentrator^ (FUKO bzw. DRAKO) kommenden und zu diesen gehenden Gespräche sowie die über die Empfänger angelieferten Gespräche als auch die über den Sender RFS abzustrahlenden Gespräche nach einem Zeitmultiplexprinzip zu ordnen und zu vermitteln. Demzufolge führen die Speicher SP X bis SP39 au! diese Zeitmultiplexscheibe ZMS, und zwar ebenso wie alle anderen daran angeschlossenen Einrichtungen über entsprechende an sich bekannte elektronische Schalter. Die auf der Zeitmultiplexschiene ZMS vorhandenen, von der Vermittlungsstelle zu anderen Vermittlungsstellen abzustrahlenden Informationen aus den einzelnen Sprechkanälen werden von der Zeitmultiplexschiene mittels eines Kanalverteilers entnommen, der die auf der Zeitmultiplexschiene zeitgestaffelt vorliegenden Informationen in 40 frequenzgestaffelte einzelne Sprechkanäle umsetzt. Dabei dient der jeweils erste Sprechkanal entsprechend F i g. 3 als Steuersignalkanal und der entsprechende Kanalmodulator ist demzufolge mit dem Bezugszeichen KMS versehen, während die Kanaldemodulatoren für die einzelnen Sprechkanäle mit KMi bis KM39 bezeichnet sind. Das Ausgangssigna! aus den zusammengefaßten Signalen der Kanaldemodulatoren KMS bis KM 39 ist nach entsprechender '■■· Frequenztransponierung ein zwischenfrequentes Signal, das als Zwischenfrequenz ZFS dem Stationssender RFS als Modulationssignal zugeführt wird. Von dem Sender wird es in der geforderten radiofrequenten Lage abgestrahlt, wozu auf die F i g. 2 vor allem Bezug genommen wird.

Wie bereits erwähnt, sind die einzelnen Teilnehmer, die an die Vermittlungsstelle angeschaltet sind, entweder über Funkkonzentratoren oder über Drahtkonzentratoren (FUKO bzw. DRAKO), gegebenenfalls aber auch unmittelbar, angeschaltet. Für jede dieser Anschaltungen ist eine gehende Leitung in Richtung zu diesem Teilnehmer bzw. Konzentrator vorgesehen, die mit g bezeichnet ist. und eine entsprechende kommende Leitung, die ini' /; bezeichnet ist. Sind mehrere Teilnehmer über einen Konzentrator angeschaltet, so ist es erforderlich, soviel Anschaltvorrichtungen K 1 bis Kn an die Zeitmultiplexschiene ZMS vorzusehen, als Duplex-Verbindungen bzw. Kanäle von dem Konzentrator zur Vermittlungsstelle führen. Die Leitungen zum Konzentrator bzw. vom Konzentrator sind in üblicher Bezeichnungsweise als gehend und als kommend anzusprechen und demzufolge mit g und k bezeichnet. Da bei Einschaltung eines Konzentrator die zusammengefaßten Sprechkanäle entweder nach einem Zeitoder nach einem Frequenzmultiplexverfahren zusammengefaßt sind, ist es erforderlich, diese über eine Muitipiexeinrichtung MX, welche zugleich auch den Wahlempfänger Wt enthalten kann, auf die einzelnen Anschaltvorrichtungen K X bis Kn aufzuteilen. Bei Anschaltung einer einzelnen Teilnehmerleitung bzw. Duplexleitung ohne Zwischenfügung eines Konzentrators entfällt selbstverständlich MX, und es ist nur ein Wahlempfängtr zusammen mit der entsprechenden Anschaltvorrichtung K vorzusehen. Beim Ausführungsbeispiel wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit dies fortgelassen. Da von einer Vermittlungsstelle nicht nur reine Vermittlungsvorgänge zu fordern sind, sondern auch im Belegtfall oder in einem Störungsfall gewisse Hörzeichen zu geben sind, werden diese bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vermittlungsstation ebenfalls über die Zeitmultiplexschiene ZMS in die jeweilige Verbindung eingeschleift. Zu diesem Zweck ist an die Zeitmultiplexschiene ZMS ein Hörzeichengenerator HZ angeschaltet, der über eine nicht näher gezeichnete Steuerverbindung vom Steuerrechner SR auf Grund dort eingelaufener informationen betätigt wird. Für den Fall, daß nicht sämtliche Kanalmodulatoren KM \m Sendezweig mit Sprechsignalen belegt sind, beispielsweise weil wenig Sprechverkehr im Augenblick in der Vermittlungsstelle anfällt, empfiehlt es sich, die unbenutzten Kanalmodulatoren mit einem Zufallsgenerator zu verbinden, der beim Ausführungsbeispiel mit ZG bezeichnet ist und ein einem Rauschspektrum zumindest gleichartiges Signal abgibt. Dadurch wird eine gleichmäßige Belegung des gesamten Radiofrequenzbandes mit Signalspannungen sichergestellt, auch wenn einzelne dieser Signalspannungen reine Geräuschspannungen sind. Das wirkt sich nicht nur hinsichtlich der Pegelverhältnisse günstig aus. sondern ermöglicht es auch, nicht ohne weiteres Aussagen über den Ausnutzungsfaktor bzw. die Verkehrsdichte im gesamten Netz durch Abhören auf einfache Weise zu gewinnen. .

Die an die Zeitmultiplexschiene ZMS angeschalteten einzelnen Einrichtungen werden, wie bereits erwähnt, über entsprechende vorzugsweise rein elektronische Schalter angeschaltet bzw. von der Zeitmultiplexschiene getrennt. Zur Steuerung dieser Schalter ist eine Ansteuerschaltung vorgesehen, die beim Ausführungsbeispiel mit ASS angedeutet ist und der ein Haltespeicher HS in für derartige Ansteuerschaltungen an sich bekannter Weise zugeordnet ist. -4SS und WS sind über eine Speicherlese- und -Schreibverbindung SLA mit dem Steuerrechner verbunden. Eine entsprechende Richtungseinsteliung ist vom Steuerrechner SR mittels einer Steuerleitung für die Richtungseinstellung SLR zur Ansteuereinheit der Empfänger ASE vorgesehen. Des weiteren liefert der Steuerrechner SR entsprechende Ansteuersignale für die einzelnen Kanaldemodulatoren KDX bis KD 39 über eine Frequenzansteuerleitung

FLS. Über eine MultiplexstcuorloitunK FLM sind die Multiplexgeräte der TeilnehmcninschlulJleitungen bzw. Konzentraiorleiuingen an ilen .Sieuerrechner angeschaltet, und zwar derart, daß sie einerseits ihre Informationen an den Sieuerrechner geben und von diesem die entsprechende liinstcllinformation hinsichtlich ihres Multiplexverhaitens erhalten. Um eine TaktsynchroriLsation des Sleuerrcchners SR und damit des Zeitablaufs in der gesamten Vermittlungsstelle in bezug auf die einzelnen empfangenen Signale sicherzustellen, wird aus diesen mittels einer Synchronisationsablcitvorriehtung SYN durch das an sich bekannte Phasenmittlungsverfahren der Grundtakt abgeleitet. Zu erwähnen ist noch, daß der Steuerrechner auch die Signale für den sogenannten Steuerkanal in abgehender Richtung, d. h. für den Sender liefert, auf Grund der ihm von den einzelnen anderen Einrichtungen zugegangenen Informationen. Dieser Steuerkanal wird über SK unmittelbar auf die Zeitmultiplexschiene in einem entsprechenden Zeitabschnitt eingeblendet, und die in ihm enthaltenen Informationen gelangen über die Zeitmultiplexschiene ZMS und über den Kanalverteüer K V zu dem entsprechenden Kanalmodulator KMS für diesen Steuerkanal. Von dort werden sie in der zwischenfrequenten Lage an den Sender RSS abgegeben und über 5-4 nach den anderen benachbarten Vermittlungsstellen abgestrahlt. Zu erwähnen ist ferner, Haßden _:-.zelnen Kanalmodulatoren selbstverständlich Trägerschwingungsgeneratoren zuzuordnen sind, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in der Fig.4 nicht dargestellt wurden.

Zur Wirkungsweise dieser erfindungsgemäß ausgebildeten Zwischenstelle ist im einzelnen folgendes auszuführen. Wird beispielsweise angenommen, daß über EA 1 in RFEX Signale eines Sprechkauals empfangen werden, der an einen Teilnehmer durchvermittelt werden soll, der an diese Vermittlungsstelle angeschlossen ist. so wird aus ZFi in ZFV über den entsprechenden Steuerkanaldemodulator SKD1 die entsprechende Information an den Steuerrechner SR weitergegeben. SR veranlaßt, daß in ZFV der entsprechende Kanaldcmodulator angeschaltet wird. Dieser Kanaldemodulator, im behandelten Fall der Kanaldemodulator KDi, erhält hierfür von SR ein entsprechendes Steuersignal für seinen Trägergenerator, so daß am Ausgang des KD 1 das Signal aus dem entsprechenden Sprechkanal in digitaler Form vorlegt. Dieses digitale Signal wird über SPi zwischengespeichert und über den entsprechenden Schalter auf die Zeitmultiplexschiene ZMS gegeben. Der Schalter wird von SR über HS und ASS betätigt. Damit ist die Information aus ZiD 1 innerhalb der Zeitmultiplexschiene ZMS verfügbar. Von dort kann sie entweder über MX/WE über die gehende Leitung zu dem Konzentrator gegeben werden oder, wenn der Teilnehmer direkt über eine entsprechende Einrichtung an die Zeitmultiplexschiene ZMS angeschaltet ist, unmittelbar zum Teilnehmer.

Hinsichtlich einer Verbindung bzw. eines Verbindungsweges vom einzelnen Teilnehmer zu einer anderen Vermittlungsstelle als der, an die der Teilnehmer angeschlossen ist, ist im einzelnen folgendes auszuführen. Die Verbindung von Teilnehmern kann entweder über einen DRAKO oder FUKO oder unmittelbar über die kommende Leitung k erfolgen. Ist ein Konzentrator (DRAKO, FUKO) zwischengeschaltet, so ist eine entsprechende Multiplexeinrichtung MX — wie bereits erwähnt — zusätzlich zu dem Wahlempfänger WE vorzusehen. Aus diesem Grund besieht beim Ausführungsbeispiel diese Einrichtung aus MX/WE. Die kommende Leitung wird über einen der Anschaltcr K 1 bis Kn, je nachdem welcher gerade frei ist, an die Zeitmultiplexschiene ZMS angeschaltet. Bei Multiplexbetrieb, also Konzentrator-Zwischenschallung. wird die entsprechende Information von MX an den Steuerrechner SR gegegen. Falls nur ein einzelner Teilnehmer angeschaltet ist, erfolgt die entsprechende

ι« Information unmittelbar an den Steuerrechner. Der Steuerrechner veranlaßt nunmehr, daß die entsprechende Schaltvorrichtung von SR betätigt wird und damit der Sprechkanal, der über k angeliefert wurde, auf ZMS verfügbar ist. Auf ZMS steht dieser Sprechkanal in einem bestimmten Zeitabschnitt periodisch zur Verfügung, der jeweils durch SR bestimmt ist. Über die kanalverteilung K V wird diese Zeitmultiplexaufteilung umgesetzt in eine Frequenzmultiplexaufteilung, was in der Zeichnung noch durch die zusätzliche Angabe ZM/FMangedeutet ist. Über einen jeweils gerade freien Kanalmodulator, also einen der Kanalmodulatoren KM 1 bis KM39, wird die entsprechende Umsetzung in die Zwischenlrequenzebene vorgenommen und zum Sender über die Zwischenfrequenzleitung ZFSdurchgeschaltet. Die Kanalmodulatoren KMS bh KM39 erhalten ihre Trägerschv. >ngungen aus nicht näher dargestellten Trägergt.■.;: iatoren, die untereinander entsprechend freqtipnr verschieden sind. Diese Trägergeneratoren können ständig in Betrieb sein, weil dort keine Multiplexbildung in Form eines Zeitmultiplexrahmens mehr gegeben ist.

Wie anhand der Fig.4 bereits erläutert, sind an die Ausgänge der Kanaldemodulatoren jeweils 1-Bit-Pufferspeicher SPl bis SP39 angeschaltet. Sie dienen im wesentlichen dem Phasenausgleich, der dadurch notwendig werden kann, wenn die einzelnen Sprechkanalbündel — bezogen auf die Digitalmodulation — in den Zwischenfrequenzausgängen ZFi bis ZF4 der einzelnen Empfänger u. U. geringfügig gegeneinander zeitverschoben sind. Durch die Zwischenschaltunghder Speicher, die im Arbeitstakt der Zeitmultiplexschiene ZMS abgefragt werden, ist somit der digitale Informationsstrom der einzelnen Empfänger auf die Taktfrequenz der Zeitmultiplexschiene ZMSsynchronisierbar.

Durch die von der Zeitmultiplexschiene bzw. ihre Taktfrequenz gesteuerte Schaltergruppe, über die die einzelnen Schaltungsgruppen an die Zeitmuitiplexschiene ZMSangeschaltet sind, ist zugleich noch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Funksystems erreichbar. Die Zeitmultiplexschiene ZMS kann nämlich wie eine Vermittlungsschiene nach dem Zeitmultiplexprinzip betrachtet werden. Teilt man demzufolge die Schaltphasen bzw. Vermittlungsphasen der einzelnen erwähnten Schalter derart auf, daß — bezogen auf einen Sprechkanal — jeweils eine Unterteilung in ein internes Vermittlungsintervall bzw. Schaltintervall Int und ein externes Vermittlungs- bzw. Schaltintervall Ext erfolgt, kann sowohl der Transitverkehr zwischen den über die Empfänger und den Sender verbundenen Vermittlungsstellen als auch der Externverkehr zwischen den Vermittlungsstellen und den daran angeschlossenen Teilnehmern abgewickelt werden. In der F i g. 5 ist der auf diese Weise sich ergebende Zeitmuitiplexrahmen dai gestellt. Der sich periodisch wiederholende Rahmen hat beispielsweise eine Dauer von 416 μ5. Mit Ki bis K39 sind die Sprechkanäle bezeichnet, die verfügbar sind. Eine gestrichelte Trennlinie ist für jeden Sprechkanal angedeutet, wie er

d)

in einen internen Steuerphasenanteil und einen externen Steuerphasenanteil unterteilt ist. Mit s ist der Stcucrphasenanteil für den Steuerkanal des Senders bezeichnet. Der vorausgehende Steucrphasenabsciinitt Scdient in für Zeitmultiplexvermittlungen an sich bekannter Weise der Steuerung des in'ernen Organisationsablaufs (scanning). Die Fig. 5 gibt somit eine Übersicht über den zeitlichen Ablauf der Betätigung der einzelner Schalter, über die die verschiedenen anderen Scha! tungsgruppen an die Zciliniiliiplexschiene .TA/.9 ange- i" schaltet sind. Beispielsweise ist entsprechend \- > g 5 fur den Sprcchkanal 1 zunächst eine Anschaltung fur den internen Verkehr anschließend an die Anschaltung uts Sieuerkanals s vorgesehen, dann folpt die Anschaltung des Sprechkanals 1 für den externen Verkehr, darauf die Anschaltung des Sprechkanals 2 für den internen Verkehr, worauf die Anschaltung des Sprechkanals 2 für den externen Verkehr folgt, usw. Nach etwa 416 μ5 wiederholt sich de^r gesamte Vorgang. Auf Grund dieser zeitversetzten Anschaltung der einzelnen Schaltungsgruppen ist es auch möglich, die Informationseingabe und -entnahme aus der /eitmultiplexschieiiv ⁷MSin der Weise vorzunehmen, daß die Schalter nach dem Prinzip der Resonanzübertragung, d. h. der verlustlosen Überiragung, ausgebildet werden, wie es an sich für Zeitmultiplexvermittlungsschienen sei langem bekannt ist. Ein Verbindungsaufbau über das Netz könnte in folgender Weise funktionieren:

a) Ein Teilnehmer A (siehe Fig. 2) wählt die Rufnummer eines Teilnehmers B. Die Knoten- bzw. die Vermittlungsstelle KNI nimmt die Wahl auf und stellt fest, daß der Teilnehmer B nicht bei ihm angeschlossen ist.

b) Kn I sendet im 5-Kanal eine Suchmeldung aus. Diese wird von allen Nachbarknoten (im Beispiel Kn 111) empfangen.

c) B ist auch nicht an Kn III angeschlossen; er gibt die Suchmeldung an die Nachbarknoten Kn II, IV und V weiter. An die Suchmeldung wird angehängt, daß sie Kn III mit Frequenz Ai, also von Kn\ ·"' ausgehend, aufgenommen hat.

d) Die KnU, IV und V geben die Suchmeldung ebenfalls weiter und hängen die Richtungs-Kennzeichen für B 1, also für Kn 111 an.

e) Kn VI empfängt die Suchmeldung auf den Frequenzen fA 3 und f A 4. Da beide Signale gleich sind, wählt er z. B. das von Kn IV kommende aus. Er stellt fest, daß Teilnehmer B bei ihm angeschlossen ist und startet den Rückwärts(RW)-Aufbau, indem RV

er Kn IV direkt anspricht. 50 Bündelstärke

f) Kn IV spricht nun aufgrund des angehängten Richtungs-Kennzeichens Kn III, dieser wiederum Kn I an, womit die Verbindung komplett ist.

Durch dieses abgewandelte »Rundspruch«-Verfahren Steuerkanal ohne Quittungsverfahren bei der Suchmeldungs-Durchgäbe entfällt ein temporäres Halten ausgesuchter Verbindungswege in Erwartung eines Rückwärtsaufbaues. Der Rückweg wird vielmehr anhand der aufgelaufenen Richtungs-Kennzeichen jeweils völlig neu aufgebaut, wobei im Suchvorgang als frei erkannte Kanäle inzwischen durchaus belegt sein können. Nun kann — als kennzeichnende Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens — jeder Kanal der Kapazität der Vermittlungsstelle zu jeder benachbarten Vermittlungsstelle (Nachbarknoten) gerichtet werden. Es genügt also, wenn ein bis zwei Kanäle pro Knoten für solche Fälle reserviert werden. Über diese Kanäle können auch Drahtteilnehmer prioritätsbehaftete Verbindungen aufgebaut werden, wenn keine regulären Kanäle mehr frei sind.

Damit keine Störung des Nachrichtenflusses auch bei Übertragung über viele Knoten eintritt, sollte das ganze Netz — bezogen auf die Taktfrequenz von 2,4 kHz — synchron sein. Dies kann in vorteilhafter Weise, wie bereits anhand von Fig. 4 erläutert, mit dem Phasen-Mittekingsverfahren erreicht werden. Auch ein Asynchron-Betriebsverfahren, gegebenenfalls mittels »Stuffing«, ist denkbar.

t>\z erfindungsgemäße Netzorganis?tion hat hinsichtlich der ECM-Resistenz (Widerstandsfähigkeit des Systems gegenüber gegnerischen Funkätöruiigen) wesentliche Vorteile:

a) Durch Verwendung nur eines Senders pro Knotenstelle is! eine einfachere Anpassung an ECM durch Erhöhung der Sendeleistung möglich.

b) Die Erhöhung der effektiven Sendeleistung pro Kanal kann durch Reduktion der Kanalzahl in einfacher Weise erreicht werden.

c) Die automatische Aufteilung der Knotenkapazität ergibt Vorteile bei selektiver Beeinflussung einzelner RF-K^nalbündel.

Die geringe Randbreite des einzelnen Kanals erhöht die Sicherheit gegen schnelle Wobbel-Beeinflussung.

Bei Anwendung der bereits erwähnten verminderten Bitrate (2,4 kbit/s des einzelnen Sprechkanals und der Verwendung von Stationen mit Antennenmasten ist bei der bei einem engmaschigen Netz resultierenden Kürze der Entfernung eine hohe Ortserreichbarkeit praktisch stets gewährleistet. Für besondere Fälle können jedoch einzelne Maschen des Netzes mittels Drahtverbindungen, konventionellen Schmalband-RV-Geräten oder Scatter-Geräten realisiert werden, ohne daß in der Vermittlungsstelle wesentliche vermittlungstechnische Änderungen nötig sind. Da diese Geräte mit Zeitmultiplex-Bündelung arbeiten, muß dann lediglich eine entsprechende, an sich bekannte Multiplcxeinrichtung eingefügt werden.

Auch die Zubringerstrecken zu den angeschlossenen Konzentratoren können mit Schmalband-RV-Geräten oder über Feldkabelstrecken, gegebenenfalls mit ferngespeisten Regeneratoren, aufgebaut werden, so daß auch von dieser Seite her keine wesentlichen Einschränkungen zur Standortwahl auftreten.

Erläuterungen von Fachausdrucken und Abkürzungen:

60 Funkteilnehmer

65 Richtfunkverbindung Anzahl der Sprechkanäle, die in einem gemeinsamen Übertragungsweg zusammengefaßt sind.

Übertragungskanal für den Verbindungsaufbau und -abbau sowie die Verbindungsaufrechterhaltung, der vorzugsweise für mehrere Sprechkanäle gemeinsam ist. Teilnehmer, der über eine Funkverbindung art eine Vermittlungsstelle angeschaltet ist und von dieser selektiv angewählt werden kann bzw. über diese andere Teilnehmer anwählen kann.

= Teilnehmer, der entsprechend der üblichen Fernsprechver-

unkkon/entrator
(FUKO)

Drahtkonzentr.uor
(DRAKO)

Erl/Teilnehmer

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bindings- und -vermittlungstechnik mit einer Vermittlungsstelle verbunden ist.

Zusammenfassungssieüe von mehreren Funkteilriehmerverbindungen mit gemeinsamem Selektivruf system.

Übliche Zusammenfassung im Fernsprechverkehr, z.B. mittels der bekannten Vorwähleroder Anrufsucherverfahren.
Bei statistischer Verteilung des Verkehrsaufkommens dem

RF

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einzelnen Teilnehmer in einer bestimmten Zeitspanne von beispielsweise 24 Stunden für Verbindungen tatsächlich zur Verfügung stehende Zeit.
Beispiel: In 24 Stunden hat bei stauscher Verkehrsverteiiung ein Teilnehmer 4,8 Stunden für seine Zwecke zur Verfügung, ohne daß eine Überlastung des Netzes eintritt. Dies ergibt 0,2 Erl/Teilnehmer.
Radiofrequenz, d. h., die auf dem Funkweg abgestrahlte bzw. empfangene Frequenz.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Funksystem mit einer größeren Anzahl von in einem zu versorgenden Gebiet räumlich verleih angeordneten Sende-Empfangsstationen, deren jede vorzugsweise eine größere Anzahl von einzelnen Teilnehmern versorgt, in der Weise, daß der einzelne Teilnehmer einen auch an einer anderen Sende-Empfangsstation angeschlossenen Teilnehmer erreichen kann, insbesondere mit einem Verbindungsaufbau zwischen den einzelnen Teilnehmern nach Patent 12 99 734, gekennzeichnet durch die gemeinsame Anwendung folgender an sich bekannter Merkmale:

a) in dem Funksystem sind zumindest für die Sprechkanäle benachbarter Vermittlungsstellen untereinander frequenzverschiedene Radiofrequenzkanäle vorgesehen, die in einem für das System bestimmten Frequenzbereich liegen,

b) die Übertragung des einzelnen Sprachsignals (Sprechkanal) ist nach einem Digitalverfahren vorgesehen,

c) in der einzelnen Vermittlungsstelle strahlt der Sender seine Informationen zu den Verminlungsstellen, mit denen eine Verbindungsstelle hergestellt werden soll, über eine in der durch die Vermittlungsstellen räumlich bestimmten Ebene höchstens gering bündelnde Antenne ab,

d) für den Empfang der Radiofrequenzsignale von anderen Vermittlungsstellen sind in der einzelnen Vermittlungsstelle getrennte Richtantennen vorgesehen.

2. Funksystem nach Anspruch 1, dadiirrh gekenn

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zeichnet, daß jeweils mehrere frequenzbenachbarte radiofrequenz Sprechkanä'e ein Sprcchkanalbündel bilden, das in der Radiofrequenzebene als Einheit behandelt wird und aus dem in der Zwischenfrequenzebene des einzelnen Empfängers die jeweils für eine Vermittlung auszuwählenden Sprechkanäle ermittelt und vermittelt werden.

3. Funksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der einzelnen Vermittlungsstelle für jede Empfangsrichtung der zugehörige Empfänger nur den radiofrequenten Teil eines Überlagerungsempfängers mit einem zwischenfrequenten Ausgang umfaßt und daß aus den verschiedenen Zwischenfrequenzsignalen die jeweils zu vermittlenden Sprechkanäle selektiv ausgewählt und durch Demodulation in die Form des ursprünglichen digitalen Signals oder auch des ursprünglichen analogen Signals gebracht werden und in dieser Form entweder zu dem an diese Vermittlungsstelle angeschlossenen Teilnehmer gebracht oder im Fall des Transitverkehrs dem Sender dieser Vermittlungsstelle nach entsprechender Aufbereitung zugeführt werden, vorzugsweise unter analoger Rückumsetzung in die zwischenfrequente Ebene.

4. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Demodulationsweg und/oder bei Transitverkehr im Aufbereitungsweg für das weiter zu verarbeitende zwischenfrequente Signal eine Regenerierungsschaltung für die in Digitalform vorliegenden Signale vorgesehen ist.

5. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung des einzelnen Sprachkanals nach einem Digitalverfahren vorgesehen ist, bei dem eine Umwandlung der Signale des einzelnen Sprachkanals in ein PCM- oder ein Puisdeltamodulationssignal erfolgt, vorzugsweise unter Reduzierung der für das Signal vorgesehenen Bandbreite mittels einer Vocodereinrichtung.

6. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als gering bündelnde Antenne eine Rundstrahlantenne vorgesehen ist.

7. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtantennen eine relativ hohe Bündelung in der Horizontalebene und in der Vertikalebene, bezogen auf die durch die Vermittlungsstellen bestimmte Ebene aufweisen.