DE2222707B2

DE2222707B2 - Verfahren und System zur Übertragung von Befehlen, Meldungen, Signalen und/oder Meßwerten

Info

Publication number: DE2222707B2
Application number: DE19722222707
Authority: DE
Inventors: Horst 8504 Stein Hertle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-09
Filing date: 1972-05-09
Publication date: 1975-08-28
Also published as: DE2222707A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Übertragung von Befehlen, Meldungen, Signalen und/oder Meßwerten zwischen einer Hauptstation und einer Vielzahl von Unterstationen durch impulsförmiges Übertragen von mehreren unterschiedlichen Frequenzen, wobei die übertragene laformation durch die Kombination von mindestens zwei aus mehr als zwei Frequenzen bestimmt isL Ein derartiges Verfahren ist bereits bekannt (ETZ-B. Bd. 20 [1968], H. 6. S. 142 bis

Zur Übertragung von Befehlen, Meldungen, Signalen und/oder Meßwerten zwischen einer Hauptstation und einer Vielzahl von Unterstationen ist eine Vielzahl von Modulationsarten bekannt. Allen diesen Verfahren ist jedoch gemeinsam, daß sie entweder einen hohen Aufwand an Bauteilen und/oder eine Vielzahl von Übertragungsmedien oder Übertragungsfrequenzen benötigen. So ist es beispielsweise bekannt. Informationen mit Hilfe verschiedener Arten von Impulsmodulationen, wie Pulslängen- oder Pulsdauermodulation, Pulsphasenmodulation oder Pulskodemodulation zu übertragen. Außer einem hohen Geräteaufwand erfordern diese Modulationsarten zumindest bei hoher Übertragungsgeschwindigkeit der Informationen relativ breitbandige Übertraguiigskanäle. die in vielen Fallen nicht zur Ver fügung stehen.

Bei dem Verfahren der eingangs genannten Art, das als kodiertes Frequenzmultiplexverfahren oder auch als Frequer.zkombinationsverfahren bezeichnet wird. wird die Information durch impulsförmiges Übertragen von Kombinationen von Frequenzen übertragen, wobei die jeweils verwendete Kombination eine bestimmte information darstellt. Dieses Verfahren gestattet es. die Anzahl der zu übertragenden Informationen gegenüber dem einfachen Frequenzmultiplex-System wesentlich zu erhöhen. In vielen Fällen ist die durch dieses Verfah ren mögliche Zahl von Informationen bei tragbarem Aufwand bezüglich der Anzahl der erforderlichen Ton generatoren jedoch noch zu gering, und außerdem ist bei einer großen Anzahl von Tongeneraloren bzw. Fre quenzen die erforderliche Bandbreite des Übertragungskanals sehr hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie ein System der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen es möglich ist. bei relativ geringem Aufwand und unter Verwendung von Übertragungskanälen mit begrenzter Bandbreite eine vergrößerte Informationsmenge zwischen einer oder mehreren Hauptstationen und einer Vielzahl von Unterstationen zu übertragen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Frequenzen einer Information zeitlich nacheinander übertragen werden und daß ihre Reihenfolge als zusätzliches Kombinationsmerkmai wählbar ist.

Auf diese Weise ist es möglich, mit einer geringen Anzahl von Schwingungen verschiedener Frequenz eine große Anzahl von Informationen zwischen einer Vielzahl von Haupt- und Unterstationen zu übertragen. Bei Verwendung von beispielsweise 50 Schwingungen verschiedener Frequenz ist es möglich, mehrere Millionen von sich gegenseitig unterscheidenden Anlagen aufzubauen und zu betreiben. Jede der einzelnen Haupt- oder Unterstationen kann hierbei, wenn ihr beispielsweise 7 Frequenzen aus den 50 zur Verfügung stehenden Frequenzen zugeordnet sind, 5040 verschiedene Informationen übertragen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Übertragung der Informationen zu einer Unterstation durch einen Startimpuls eingeleitet, der durch die gleichzeitige Aussendung aller der zur Über-

tragung zu dieser Unterstation vorgesehenen Frequenzen gebildet ist, wobei die Unterstation durch den giartimpuls für die Dauer einer festgelegten Informatjonsübertragungsperiode empfangsbereit gemacht wird Beispielsweise kann der Starhrnpuls aas einer bestimmten Kombination von beispielsweise 7 Schwingungen verschiedener Frequenz bestehen, die gleichzeitig ausgesendet werden. Weiterhin können die einzelnen Frequenzen der für eine bestimmte Unterstation gewählten Kombination impulsförmig zeitlich in einer «° bestimmten keihenfolge_ hintereinander übertragen werden, wie dies bei der Übertragung von Informationen der Fall ist

Dabei ist es weiterhin möglich, für die Übertragung zu jeder Unterstation eine unterschiedliche Anzahl der '5 zur Verfügung stehenden Frequenzen zu verwenden, wenn die Anzahl der zu übertragenden Informationen bei bestimmten Unterstationen von der anderer Unterstationen abweicht

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin- ^M dung wird zwischen aufeinanderfolgende Impulse eine sendefreie Zwischenzeit eingeschoben.

Bei dem erfindungsgernäßen Verfahren entspricht die An/ahl der übertragbaren Informationen der Fakultät der Anzahl der verwendeten Frequenzen. *5

In vielen Fällen kann es vorteilhaft sein, vor der Auslösung der Informationen in einer empfangenden Unterstation eine Kontrollrückmeldung zur sendenden Hauptsiation durchzuführen.

Ein vorteilhaftes System zur Durchführung des erlindungsgemäßen Verfahrens mit einer Anzahl von Sendereinrichtungen und Empfangseinrichtungen und mit einem Übertragungsmedium, bei dem die Sendereinrichtungen Steuereinrichtungen zur impulsförmigen Einschaltung der Frequenzen umfassen und bei dem die Empfangseinrichtungen je eine Dekodiereinrichtung aufweisen, ist dadurch gekennzeichnet, daß jede Sendereinrichtung mehrere Oszillatoren unterschiedlicher Frequenz besitzt und daß die Steuereinrichtungen eine der Anzahl der Oszillatoren entsprechende Anzahl von Triggerschaltungen sowie eine Ansteuerimpulsweiche zur Ansteuerung der Oszillatoren entsprechend der zu üb» tragenden Information einschließen und daß die Dek .diereinrichtung der Empfangseinrichtung Gleichrichter- und Differenzier- bzw. Integrierglieder sowie Einrichtungen zur Feststellung der zeitlichen Reihenfolge der impulsförmig empfangenen Frequenzen einschließt.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 5 Darstellungen zur Erläuterung der Zuordnung von Frequenzen zu den einzelnen Haupt- und Umerstationen und zu vorgegebenen Informationen,

F i g. 6 eine Darstellung des Schwingungsverlaufs einer Information,

F i g. 7 ein Blockschaltbild einer Sendereinrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

F i g. 8 ein Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung, die zusammen mit der Sendereinrichtung nach F i g. 7 betreibbar ist.

Bei dem dargestellten Beispiel zur Durchführung des Verfahrens zur Übertragung von Informationen werden insgesamt 50 Frequenzen verwendet, von denen jeweils 7 Frequenzen einer bestimmten Verbindung ^6s zwischen einer Haupt- und einer Unterstation und umgekehrt, bzw. diesen Stationen zugeordnet sind. Aus F i g. 1 ist zu erkennen, daß bei Verwendung von 7 Frequenzen für eine Verbindung und bei einer Gesamtzahl von 50 Frequenzen eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten mit 7 Frequenzen möglich ist, so daß eine Vielzahl von Haupt- und Unterstationen betrieben werden kann. Weiterhin ergibt die Verwendung von 7 Frequenzen die Möglichkeit, über jede Verbindung zwischen einer Haupt- und einer Unterstation 5040 verschiedene Informationen übertragen zu könnea Allgemein ergibt die Verwendung von χ verschiedenen Frequenzen die Möglichkeit x verschiedene Informationen zu übertragen. Um verschiedene Haupt- und Unterstationen voneinander unterscheiden zu können, ist es ausreichend, wenn sich von den zur Adressierung verwendeten Gruppen von Frequenzen eine dieser Frequenzen unterscheidet. Es ist jedoch zweckmäßig, bei nahe beieinander angeordneten Stationen möglichst unterschiedliche Frequenzen zu verwenden, so daß der Aufwand für die erforderlichen Filter in den Empfangseinrichtungen verkleinert werden kann. Bei weiter auseinanderliegenden Stationen ist es bei vertretbarem Filteraufwand möglich, wenn sich nur eine der Frequenzen unterscheidet. So sind z. B. in F i g. 2 3x7 Frequenzen dargestellt, die z. B. 3 verschiedenen örtlich naheliegenden Anlagen zugeordnet sein können. In F i g. 3 sind 3x7 Frequenzen dargestellt, die z. B. solchen Anlagen zugeordnet sind, welche außerhalb des Bereichs der Anlagen liegen, die mit den Frequenzen nach F i g. 2 betrieben werden. In F i g. 4 und 5 sind verschiedene Impulsreihenfolgen und damit Informa tionen der Anlage aufgezeigt, die mit der Gruppe der 7 Frequenzen (nach F i g. 2) übertragen werden.

Zur Anadressierung einer Station wird von der sendenden Station ein Startimpuls abgegeben der für eine kurze Zeitdauer die Empfangseinrichtungen einer oder mehrere Stationen empfangsbereu ht macht. Der Startimpuls besteht zweckmäßigerweise aus einem impulsförmig und gleichzeitig gesendeten Frequenzgemisch von allen 7 der Anlage zugeordneten Frequenzen. Dem Startimpuls nachfolgend werden dann in bestimmten Zeitabständen z. B. die 7 im Startimpuls bereits enthaltenen Frequenzen in einer der jeweiligen Information zugeordneten Reihenfolge gesendet. Der durch den Startimpuls auf die Dauer der Sendezeit einer Information empfangsbereit gemachte Empfänger einer Station speichert die 7 eingegangenen Impulse verschiedener Frequenz und wertet die Reihenfolge dieser Impulse verschiedener Frequenz zur gewünschten Information aus. Nicht die zeitliche Verschiebung der nacheinander impulsmäßig gesendeten Frequenzen ist das entscheidende Kriterium in bezug auf die übertragene Information, sondern die Reihenfolge der gesendeten Impulse verschiedener Frequenz. Um Störungen zu ver ringern, können die beim Empfänger ankommenden Impulse unter anderem gleichgerichtet und differenziert bzw. integriert werden, was bedeutet, daß nur während der Empfangszeit einer Information, ein- bzw. aussetzende Störimpulse gleicher Frequenz im Empfänger registriert werden. Über den Empfangszeitraum hinweg dauernde Störfrequenzen können sich also nie'.it störend bemerkbar machen.

Das günstige Verhalten des Verfahrens gegen Störungen läßt sich noch dadurch verbessern, daß geeignete Frequenzen mit zweckmäßiger Impulsdauer und festgelegten Zeitabständen gesendet werden. Ist zu befürchten, daß Fehlübertragungen durch gleichzeitige Sendung mehrerer Anlagen auftreten, so kann eine Sperrschaltung an den Sendern dies verhüten, und zwar in der Form, daß bei Auftreten irgendeiner dem Sender

ebenfalls zugeordneten Frequenz, welche zeitlich vor dem zugehörigen Startimpuls aufgenommen wird, den Sender auf die Zeitdauer einer ganzen Informations-Ubertragungszeit sperrt bzw. seinen während der Übertragungsdauer der Nachbaranlage beabsichtigten Startbeginn verzögert. Die gegenseitige Beeinflussung von verschiedenen Stationen kann aber auch wirksam dadurch verhindert werden, daß allen örtlich nahe beieinanderliegenden Anlagen solche Frequenzen zugeordnet werden, die in den betreffenden Stationsbereichen nur einmal auftreten.

Eine weitere Verbesserung der Übertragungssicherheit ergibt sich dadurch, daß bei Verwendung eines Speichers zusammen mit dem Empfänger vor Auslösung der in den Speicher des Empfängers vom Sender übertragenen Informationen Kontrollrückfragen und Vergleiche bezüglich der Richtigkeit durchgeführt werden.

In allen Fällen können zur Übertragung der Informationen beliebige zur Verfügung stehende Übertragungsmedien in bekannter Weise verwendet werden, wobei es lediglich erforderlich ist, die der Sendeeinrich

tung nachgeschaltete bzw. der Empfangseinrichtung vorgeschaltete Verstärkeranordnung mit Anpassungseinrichtungen für das verwendete Übertragungsmedium zu versehen. Beispielsweise ist es möglich, bei Verwendung eines entsprechenden Frequenzbereiches für die verwendeten Frequenzen die Informationen über zur Verfugung stehende Telefonkanäle oder trägerfrequent über die Leitungen von Energieversorgungsunternehmen zu übertragen. Weiterhin ist eine drahtlose Übertragung denkbar.

Sowohl die Sende- als auch die Empfangseinrichtungen können in einem erweiterungsfähigen Baukastensystem gefertigt werden, so daß nicht von vornherein jede Anlage mit den maximalen Übertragungsmöglichkeiten ausgerüstet sein muß und es ohne weiteres möglich ist, die verwendeten Frequenzen einer Station nachträglich zu ändern oder zu ergänzen.

Die einzelnen Bauteile der Sende- und Empfangseinrichtungen sind an sich bekannt, und die in F i g. 7 und 8 dargestellten Blockschaltbilder stellen nur Ausführungsbeispiele für derartige Sende- und Empfangseinrichtungen dar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Übertragung von Befehlen, MeI-dungea Signalen und/oder Meßwerten zwischen einer Hauptstation und einer Vielzahl von Unterstationen durch impulsförmiges Übertragen von mehreren unterschiedlichen Frequenzen, wobei die übertragene Information durch die Kombination von mindestens zwei aus mehr als zwei Frequenzen » bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen einer Information zeitlich nacheinander übertragen werden und daß ihre Reihenfolge als zusätzliches KombinationsmerkmaJ wählbar ist. '5

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Übertragung der Informationen zu einer Unterstation durch einen Startimpuls eingeleitet wird, der durch die gleichzeitige Aussendung aller der zur Übertragung zu dieser Unterstation vor- *> gesehenen Frequenzen gebildet ist. und daß die Unterstation durch den Startimpuls für die Dauer einer festgelegten Informationsübenragungsperiode empfangsbereit gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurch ²S gekennzeichnet, daß für die Übertragung zu jeder Unterstation eine unterschiedliche Anzahl der zur Verfügung stehenden Frequenzen verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufeinander- 3« folgende Impulse eine sendefreie Zwischenzeit eingeschoben wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der übertragbaren Informationen der Fakultät der Anzahl der verwendeten Frequenzen entspricht.

b. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß vor der Auslösung der Informationen in einer empfangenden Unterstation eine Kontrollrückmeldung zur sendenden Hauptstation durchgeführt wird.

7. System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einer Anzahl von Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen und mit einem Übertragungsmedium, bei dem die Sendeeinrichtungen Steuereinrichtungen zur impulsförmigen Einschaltung der Frequenzen umfassen und bei dem die Empfangseinrichtungen je eine Dekodiereinrichtung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sendeeinrichtung mehrere Oszillatoren unterschiedlicher Frequenz besitzt und daß die Steuereinrichtungen eine der Anzahl der Oszillatoren entsprechende Anzahl von Triggerschaltungen sowie eine Ansteuerimpulsweiche zur Ansteuerung ·': ■ Oszillatoren entsprechend der zu übertragenden Information einschließen und daß die Dekodiereinrichtung der Empfangseinrichtung Gleichrichter- und Differenzier- bzw. Integrierglieder sowie Einrichtungen zur Feststellung der zeitlichen Reihenfolge der impulsförmig empfangenen Fre- *° quenzen einschließt.