DE2428406C2 - Sende-Empfänger für Funkverbindungen - Google Patents

Description

3 4

F ig. 2 zeigt ein genaues Schaltbild. nachgeschaltetes Glied ein zweites veränderliches

Fig.3 zeigt ein Zeitdiagramm, das die Entwicklung Dämpfungsglied 33, das vom Dekodierer 16 den Kordes Sendepegels und der Empfindlichkeit eines rufen- rekturberehl /»empfängt Das Dämpfungsglied 33 wtist den Teilnehmers (a) bzw. eines gerufenen Teilnehmers vorzugsweise dieselbe Bauart wie das Dämpfungsglied ^darstellt 5 11 auf.

Fig.4 stellt zwei Funkverbindungen A-B und C-D Ein Sendevertärker34 ist zwischen das veränderliche

dar, die auf denselben Betriebsfrequenzen miteinander Dämpfungsglied 33 und den Sendeempfangsschaiter 2

verkehren, ohne sich zu stören. geschaltet

Ein erfinduBgsgemäßer Sende-Empfänger, wie er in Der Stufenverstärker 21 liefert eine Quantifizierung

vereinfachter Form in F i g. 1 dargestellt wird, umfaßt io des Beirags m in Form einer ganzen Zahl von Schritten,

eine Antenne 1, die sowohl zum Senden aus auch zum beispielsweise jeweils 6 dB. Das veränderliche Dämp-

Empiang über einen Sendeempfangsschaiter 2 dient fungsglied 33 empfängt vom zugeordneten Dekodierer Zwischen dem Sendeempfangsschaiter 2 und einem 16 einen Korrekturbefehl P, der beispielsweise eine Verstärker 12 liegt ein erstes veränderliches Dämp- Dämpfung um je eine halbe Stufe, & h. 3 dB, in der Ge-

fungsglied 11 mit elektronischer Regelung_vbeispielswei- 15 genstation bewirkt Der Betrag m wird daher lediglich

se ein Diodendämpfungsgiied. bis zu etwa m/2 (unter Berücksichtigung des Quantifi-

Nach dem Verstärker 12 folgt eine erste Kette mit zierungsfehlers) durch die Einstellung des Sendepegels

einem Demodulator 13, der einerseits die Sprachmodu- der Gegenstation ausgeglichen.

(ation an einen Hörer 14 leitet und andererseits mit zwei m sei der zu Anfang beobachtete Überschreitungsbe-

Dekodierern 15 und 16 verbunden ist Der Dekodierer 20 trag. Die Anzahl der Korrekturscbntte, die m entspre-

15 entschlüsselt für den FaH, daß der Teilnehmer gem- eben, beträgt:
fen wird und seine eigene Nummer empfängt, die von

einem rufenden Teilnehmer ausgesandt wird, diese Ruf- g = E Γ—Ί

nummer; für den Fall, daß der Teilnehmer selbst ruft, LpJ'

entschlüsselt der Dekodierer 15 die Rufbestätigung, bei- 25

spielsweise die Nummer des gerufenen Teilnehmers, die wöbe» ρ den Wert des Einzelschritts in dB und E »ganz-

vom gerufenen Teilnehmer zurückgesandt wird. Als zahlig« bedeuten. Der quantifizierte Bereich ist folglich

Antwort auf die Dekodierung der Identität des gerufe- m' = qp. Der Sendepegel wird um q Stufen korrigiert,

nen Teilnehmers liefert der Dekodierer 15 zwei Signale-. die jeweils weniger als ρ dB, beispielsweise p/2 dB, aus-

30 machen. Ein Überschreitungsbetrag von mdB beim

Ein Signal Y, das eine begrenzte Zeit zu Beginn der "»',._,,, ., Herstellung der Verbindung andauert; Empfang wird als um -y- dB beim Senden der zur Ver-

ein Signal Z, das bis zur Beendigung der Funkver- bindung gehörenden Station korrigiert

bindung bleibt Die Differenz

Der Dekodierer 16 entschlüsselt den von der Gegen- ( _ η' \

station empfangenen Korrekturkode für einen Korrek- \ 2 /
turbefehl Pan den Sender (siehe unten).

Eine zweite dem Verstärker 12 nachgeschaltete Kette wird durch Anpassen der Empfindlichkeit mit Hilfe des enthält eiiisn Detektor 17 für den Pegel des Trägers im 40 Dämpfungsglieds 11 ausgeglichen.
Empfangssignal. Diesem Detektor folgen ein Analog- !n F i g. 2 ist eine vollständige Station gezeigt,
gatter 18 und ein Schwellen verstärker 19. Wenn der Dem Sendeempfangsschaiter 2 und dem ersten verPegel V des Trägers im Empfangssignal einen vorbe- änderlichen Dämpfungsglied 11 ist ein Hochfrequenzstimmten Schwellwert V₀ um einen Betrag m über- verstärker 71 nachgeschaltet, dem seinerseits ein Freschreitet, liefert der Schwellenverstärker 19 einen Kor- 45 quenzumsetzer 72 folgt, der mit der lokalen Frequenz F rekturbeiehl R für die Empfindlichkeit, der auf das gespeist wird. 73 bezeichnet ein Bandfilter, das die Zwi-Dämpfungsglied 11 einwirkt. schenfrequenz durchläßt. 74 bezeichnet einen ersten

Ein dem Betrag m entsprechendes Signal wird außer- Zwischenfrequenzverstärker, dem ein Demodulator 75

dem auf einen Verstärker 21 mit gestaffelten gleichen folgt, dessen Ausgang einen Niederfrequenzverstärker

oder evtl. auch unterschiedlichen Stufen gegeben, der an 50 76 und den Hörer 14 erregt.

einen Kodierer 22 angeschlossen ist. Der Kodierer 22 Nach dem Bandfilter 73 folgt eine zweite Kette mit

wird vorzugsweise als digitaler Kodierer gewählt und einem zweiten Zwischenfrequenzverstärker 77, dem ein

liefen einen Korrekturkode <?. Detektor 78 nachgeschaltet ist, der den Mittelwert der

Der Dekodierer 16 und der Kodierer 22 arbeiten Ie- Trägerfrequenz V liefert. Ein durch das Signal Z freige-

diglich während der Dauer des Signals Y, d. h. während 55 gebenes Analogtor 79 überträgt diese Spannung an ei-

einer begrenzten Zeitdauer, sobald die Verbindung her- nen Schwellenverstärker 80, der ein Signal entspre-

gestellt ist. - chend dem Wert m liefert, um den ein Mindestemp-

Das Analoggatter 18 wird während der Dauer des fangspegel überschritten ist. Dieses Signal gelangt an Signals Z freigegeben, d.h. während der ganzen Dauer einen Verstärke - 81, dessen Ausgang einen Einstellbe-

des Gesprächs, sobald die Verbindung hergestellt ist 60 fehl R an das veränderliche Dämpfungsglied 11 liefert.

Der Sender enthält einen Modulator 32, der zunächst Der Ausgang des Verstärkers 81 ist zudem über ein

den Rufkode oder die Rufbestätigung 35 empfängt, je Analogtor 82, das durch ein Signal Vfrrigegeben wird,

nachdem, ob es sich um den rufenden oder gerufenen mit einem Mehrschwellenverstärker 83 verbunden. Die-

Teilnehmer handelt, dann zu Beginn der Verbindung ser Verstärker 83 liefert in Verbindung mit einer nicht

den Korrekturkode Q und schließlich die von einem 65 dargestellten Log.fischalt'ing und eimern Seriendigital-

Mikrofon 31 gelieferte Sprechmodulation. Der Modula kodierer 84 einen Digitalkode Q fi'r die Anzahl der

tor 32, der durch einet, licht dargestellten Oszillator mit Quantifizierungsstufen des Überseht tungsbetrags m.

einer Hochfrequenzschwingung F gespeist wird, hat als Der Digitalkodierer 84 arbeitet unti?*¹ dem Befehl von

Taktsignalen H, die von einem örtlichen, hier nicht dargestellter. Taktgeber geliefert werden und durch ein UND-Gatter 85 übertragen werden, das durch ein Signal Y" (siehe unten) freigegeben wird.

Der Ausgang des Demodulators 75 führt außerdem zu einer weiteren Kette mit einem Niederfrequenzverstärker 86, dem ein Impulsformer87 folgt.

Die Kodeimpulse, die vom Impulsformer 87 stammen, werden über ein UND-Gatter 88 einem Rufnummerndekodierer 89 zugeführt. Wird ein Anruf empfangen, so entschlüsselt der Dekodierer 89 die Nummer des rufenden Teilnehmers. Handelt es sich um den rufenden Teilnehmer, so ist der Dekodierer 89 so eingestellt, daß er die Nummer des gerufenen Teilnehmers, die als Rufbestätigung vom gerufenen Teilnehmer zurückgesendet wird. dekodiert. Wenn der Dekodierer 89 erregt ist, sendet er ein Signal Zaus, das das Analoggatter 79 freigibt. Gleichzeitig sperrt das Signal Z das UND-Gatter 88 über einen Inhibitionseingang. .

Das Signal Z wird außerdem parallel an zwei UND-Gatter 90,91 angelegt Der zweite Eingang des UND-Gatters 90 empfängt ein Signal /, das das Ende der Sendung der Rufbestätigung durch den gerufenen Teilnehmer kennzeichnet.

Das UND-Gatter 91 weist einen zweiten Eingang auf, der das Signal K - 1 empfängt, das angibt, daß der Hörer abgenommen ist. und im Fall, daß die Station gerade als rufende Station betrieben wird, daß die Rufbestätigung empfangen wird.

Die Ausgänge der Gatter 90 und 91 sind über einen ODER-Schaltkreis 92 verbunden.

Der Ausgang 92 erregt eine erste monostabile Kippstufe 93, die während eines Zeitraums θ eingestellt bleibt und während dieser Zeit θ ein Signal V an das Analoggatter 82 weiterleitet Das Zurückfallen der Kippstufe 93 stellt eine monostabile Kippstufe 94 ein, die während der Dauer Θ" ein Signa! V" wird auf das Gatter 85 gegeben.

Der Zeitraum θ umfaßt die Zeit, die für die Messung des Empfangspegels und des Betrags m notwendig ist

Im Zeitraum Θ' erfolgt die Aussendung des Kodes Q, des Befehls für die Korrektur der Sendeleistung in der Gegenstation.

Der Ausgang des ODER-Schaltkreises 92 erregt weiterhin eine dritte monostabile Kippstufe 95, die während einer Zeit θ eingestellt ist. die etwas länger ist als Θ + &', und ein Signal Kder Dauerlauf ein UND-Gatter % leitet.

Das UND-Gatter % weist einen weiteren Eingang auf. der mit dem Ausgang des Impulsformers 87 verbunden ist Dieses UND-Gatter 96 wendet während der Zeit θ den Korrekturkode für den Sendepegel, der von der Gegenstation empfangen wird, auf einen Dekodierer 97 an. Das Ergebnis der Dekodierung wird im Dekodierer 97 gespeichert und auf einen Digitalanalogwandler 98 gegeben, der am Ausgang das Signal ^liefert

Der Sender enthält einen Modulator 64, in dem eine Trägerfrequenz F entweder mit einem aus dem (hier nicht dargestellten) Ruf- oder Rufbestätigungskodierer stammendes Signal oder mit einem vom Mikrofon 31 stammenden Signal moduliert wird. Diese drei Modulationen werden durch Analoggatter 60,61 bzw. 62 übertragen. Das erste dieser Gatter ist so lange durchlässig, bis das Signal Z auftaucht; das zweite wird durch das Signa! Y" und das dritte, außer während der Dauer des Signals Y", mit Hilfe des Umkehrers 63 und der Logikschaltung 59 durch das Signal Zfreigegeben.

Ein Bandfilter 65 leitet die modulierte Welle auf einen

ersten Verstärker 66, dem ein zweites veränderliches Dämpfungsglied 33 und eine Leistungsverstärkungsstufe 67 folgt, deren Ausgang mit dem Sendeempfangs· schalter 2 verbunden ist.

s Zur Erzielung einer sehr genauen Einstellung des Leistungspegels durch das dekodierte Signal P wird diese Einstellung in geschlossener Schleife durch einen Oifferentialverstärker 69 bewirkt, der auf einem Eingang das Signal P und auf einem weiteren Eingang ein Vergleichssignal empfängt, das durch einen Koppler 68 dem Sendesignal entnommen wird.

F i g. 3 zeigt zwei Zeitdiagramme, von denen das obere einen rufenden Teilnehmer A und das untere den gerufenen Teilnehmer B betrifft und die die Verändeis rung des Sendeleistungspegels (W) bzw. der Empfangsempfindlichkeit (S) sowie den Ablauf der gegenseitigen Regelvorgänge für den Sendepegel und die Empfangsempfindlichkeit zeigen.

In der graphischen Darstellung bedeutet r die Ausbreitungszeit der Signale auf der Funkstrecke.

Zu Beginn sind beide Stationen auf die maximale Empfangsempfindlichkeit (So) und den höchsten Sendepegel (W₀) eingestellt.

Von 0 bis f 2 sendet A die Rufnummer von B. die B

2s von r 1 bis r 3 mit einer Verzögerung r empfängt. Von f3 bis /5 sendet Bseine eigene Nummer (Rufbestätigung) aus, die von A zwischen / 4 und 16 empfangen wird, bas Signal Z in der Station des Teilnehmers A (Z_A) wird von f 6 ab und das Signal Ze in der anderen Station von r5 ab ereugt und bis zur Beendigung der Gcsprächsverbindung aufrechterhalten. Es wurden auOerdem die Augenbticke eingezeichnet, in denen die kurzen

Signale VU und V_B verschwinden, wobei Κλ und Ve ab

(6 bzw. f5 vorhanden sind. In gleicher Weise sind die

Augenblicke markiert in denen ΥΆ und Ve verschwin-

den, die seit dem Ende von θ in der jeweiligen Station A bzw. 5 vorhanden sind

Das Signal / wird im angerufenen Gerät B am Ende des Aussendens der Rufbestätigung erzeugt.
Es wird angenommen, daß die Ausbreitungsbedingungen von A in Richtung B und von B in Richtung A gleich sind, was nicht unbedingt immer der Fall sein muß.

Außerdem soll der Betrag m in q Stufen von ρ dB quantifiziert werden.

Es sei beispielsweise angenommen, daß der anfängliehe Überschreitungsbetrag /JiO gleich 13 dB beträgt. Beim Auftauchen des Signals Z (Za bzw. Ze) verringert jedes Gerät seine Empfindlichkeit um 13 dB.
Der anfängliche quantifizierte Überschreifngsbereich enthält q = 2 Stufen von ρ = 6 dB, d h. 12 dB. Die Sendeleistungskorrektur, die die Gegenstation durchführen soll, betrifft also eine Anzahl von q = 2 Korrekturstufen von jedoch dem halben Wert p/2 = 3 dB. Der Sender der Gegenstation verringert also seine Leistung um m'12 = 6 dB.

Folglich wird die Empfindlichkeit der Empfänger je-

der Station um 6 dB wegen der Steuerung, die ihn dazu zwingt einen sehr schwachen Restüberschreitungsbereich (Fehlersignal) zu bewahren, wieder hochgefahren.

Anschließend werden die Einstellungen für die Sendeleistung nicht mehr verändert: die Empfangsempfindlichkeit S stellt sich in jeder Station automatisch so ein, daß der Restüberschreitungsbetrag trotz der Veränderangen der Fur.kstrecke (insbesondere Entfernungsänderung) beibehalten bleibt

In F i g. 4 ist ein Fall dargestellt bei dem die Erfindung sich als besonders vorteilhaft erweist:

Es sei angenommen, daß sich zwei Teilnehmer A und B in einer relativ weiten Entfernung voneinander befinden und mit maximaler Sendeleistung und maximaler Empfindlichkeit miteinander verkehren. Dagegen haben die Teilnehmer C und D, die angenähert in Querrichtung im mittleren Bereich zwischen A und B liegen, ihren Sendepegel und ihre Empfangsempfindlichkeit um be/.jielsweise 15 dB verringert. Unter diesen Bedingungen sind die Geräte C und D nicht empfindlich genug, um die Sendung von A und B zu empfangen; andererseits sind die Sendepegel von C und D zu schwach, um den Empfang von A oder B zu stören. Die beiden Teilnehmerpaare können also auf derselben Frequenz ohne Übersprechen zwischen den beiden Verbindungen verkehren. IS

In sehr allgemeiner Form kann mathematisch ein Störradius qxy zwischen zwei Stationen χ und y definiert werden, der einzig von den Leistungs- und Empiindiichkeitsparametern dieser beiden Stationen abhängt

Eine Verbindung Aß kann auf denselben Frequenzen wie die Verbindung CD hergestellt werden, wenn die Punkte A und B außerhalb der Kreise mit folgenden Radien liegen:

25

— Radius qACund qBCzentriert in Ceinerseits;

— Radius qA D und qBD zentriert in D andererseits.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

40

45

so

60

85

Claims (2)

1 2 steuertes, bei dem jeder mobile Teilnehmer nur mit ei- Patentansprfiche: ner meist ortsfesten Zentrale Funkkontakt besitzt, genügt es meist, wenn die Sendepegelanpassung nur in

1. Sende-Empfänger für Funkverbindungen, ins- einer Richtung erfolgt Im allgemeinen Fall einer Funkbesondere für untereinander gleiche Funktelefon- s verbindung zwischen zwei gleichartigen mobilen Statio-Stationen in Fahrzeugen, welche Sende-Empfänger nen treten jedoch leicht Regelschwingungen auf, zumal erste Schaltungsanordnungen zur Anpassung des die Regelschleifen, die zweimal die Funkstrecke durch-Sendepegels an einen optimalen Empfangspegel an laufen. Zeitkonstanten ergeben, die in derselben Gröeiner Gegenstation abhängig von einem Steuersi- ßenordnung liegen wie die Zeitkonstanten der Verändegnal aufweisen, welches im Empfänger der Gegen- io rung der Funkbedingungen aufgrund einer Tunnelstation gebildet und von deren Sender ausgesandt durchfahrt o. ä. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eiwird und in quantifizierter Form eine Information nen Sende-Empfänger der eingangs definierten Art so über den momentanen Empfangspegel an der Ge- zu verbessern, daß solche Regelinstabilitäten nicht mehr genstation enthält, dadurch gekennzeich- auftreten.

net, daß das vom Sender der Gegenstation ausge- 15 Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden sandte Steuersignal nur während des Verbindungs- Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst aufbaus (Signal Y) von einem Schaltglied (16,96) zur Bezüglich einer bevorzugten Ausführungsform der ErAnpassung des Sendepegels des Sende-Emptängers findung wird auf den Unteranspruch verwiesen:
durchgelassen wird und daß der Sende-Empfänger Beim Herstellen einer Verbindung befinden sich die zweite Schaltungsanordnungen (11,17,19) zur An- 20 Sendeleistung wie auch die Empfindlichkeit des Emppassung der Empfindlichkeit seines Empfängers ab- fängers auf ihrem höchsten Niveau. Wenn der Emphängig vom Pegel der von der Gegenstation emp- fangspegel einen einer guten Verständlichkeit entsprefangenen Trägerwelle enthält, in denen ein Schalt- chenden Referenzwert überschreitet dient der Obertraglied (18, 79) vorhanden ist, das diese Anpassung gungsbereich einerseits zur Verringerung der Empfindwährend des gesamten Zeitraums (Signal 5^ der auf- 25 lichkeit des Empfängers und andererseits zur Kodiegebauten Verbindung ermög?jcht rung eines Befehls zur Verringerung des Sendepegels.

2. Sende-Empfänger nach Anspruch 1, dadurch der in Richtung auf den zur betrachteten Verbindung gekennzeichnet daß der Sende-Empfänger ein beim gehörenden Sender ausgesandt wird. Der Korrektur-Verbindungsaufbau angesteuertes erstes und zwei- wert wird in eine ganze Zahl von Schritten zerlegt, die tes Verzögerungsglied (93, 94) und ein von diesem 30 meistens untereinander gleich sind, evtl. jedoch auch jeweils geheuertes erstes und zweites Gatter (82, unterschiedlich sein können; diese ganze Zahl bildet den 85) aufweist von dep?n das ~rste Gatter (82) zuerst Korrekturkode für den Sendepegel. Die Verringerung zur Übertragung eines dem Empfangspegel entspre- der Leistung des Senders, der den Korrekturkode empchenden Wertes und das zwei!- Gatter (85) dann zur fängt und dekodiert betrifft nicht den gesamten Ober-Aussendung des davon abgeleiteten Steuersignals 35 schreitungsbereich, sondern nur einen Bruchteil davon, zur Anpassung des Sendepegels der Gegenstation beispielsweise etwa die Hälfte: der restliche Teil des geöffnet ist, und daß ein drittes Verzögerungsglied Überschreitungsbereichs wird vom Empfänger dazu ge-(95) vorgesehen ist, das ebenfalls bei Beginn des Ver- nutzt seine Empfindlichkeit auf den gewünschten Wert bindungsaufbaus angesteuert wird und während des einzustellen.

Verbindungsaufbaus die ersten Schaltungsanord- 40 Sobald die Sendeleistung des Sendegeräts um etwa

nungen (97,98) einschaltet. die Hälfte (unter Berücksichtigung der Quantifizierung)

des vom Empfänger festgestellten Überschreitungsbe-

reichs korrigiert ist, resensibilisiert sich dieser Empfänger, so daß er gegenüber dem Referenzwert einen ver-45 nachlässigbaren Restbereich bewahrt

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sende-Empfänger Die Einstellung des Sendepegels wird also ein für allefür Funkverbindungen, insbesondere für untereinander mal zu Beginn des Verbindungsaufbaus festgelegt. Wähgleiche Funktelefonstationen in Fahrzeugen, welche rend der restlichen Dauer der Verbindung wird lediglich Sende-Empfänger erste Schaltungsanordnungen zur die Empfindlichkeit des Empfängers laufend angepaßt. Anpassung des Sendepegels an einen optimalen Emp- 50 um die Empfangspegelschwankungen auszugleichen,
fangspegel an einer Gegenstation abhängig von einem Natürlich ist diese Einstellung für die rufende Station Steuersignal aufweisen, welches im Empfänger der Ge- genau dieselbe wie für die gerufene Station,
genstation gebildet und von deren Sender ausgesandt Zu Beginn einer Verbindung wir die Kodierung. Dewird und in quantifizierter Fcrm eine Information über kodierung, Einstellung des Sendepegels und Einstellung den momentanen Empfangspegel an der Gegenstation 55 der Empfindlichkeit sofort nach Herstellung der Verbinenthält. dung vorgenommen; diese Vorgänge können automa-Solche Sende-Empfänger mit einer Anpassung des tisch ablaufen, wenn die Stationen gleichzeitig mit ei-Senderpegels an die Empfangsbedingungen auf der Ge- nem automatischen Anrufsystem (beispielsweise Wahlgenstation sind z. B. aus der DE-PS 826 936 bekannt. ruf) ausgestattet sind. In diesem Fall werden alle diese Dort meldet der Empfänger durch Aussenden eines Pi- 60 Vorgänge für den gerufenen Teilnehmer durch das Enlottons dem Sender, wie stark letzterer einfällt Der Sen- de der Aussendung der Rufbestätigung und für den ruder kann dann den Sendepegel so ändern, daß optimale fenden Teilnehmer durch das Dekodieren der Rufbesiä-Empfangsbedingungen in der Gegenstation herrschen. tigung ausgelöst.

Gegebenenfalls kann die Einstellung des Sendepegels An Hand der beiliegenden Figuren wird die Erfin-

auch nur sehr grob erfolgen, während die Feinjustierung 65 dung anschließend im einzelnen in einer Ausführungs-

der Funkverbindung durch entsprechende Anpassung form beschrieben.

der Empfangsempfindlichkeit geschieht. F i g. 1 stellt eine vereinfachte Schaltung eines erfin-

Handelt es sich bei dem Funknetz um ein zentraige- dungsgemäßen Sende-Empfängers dar.