DE2552288C3 - Verfahren und Schaltungsanordnung zum Bilden von Umschaltkriterien auf einen Schutzkanal für Funkkanäle - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bilden von Umschaltkriterien zum Umschalten auf

iS einen Schutzkanal nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, und auf eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei vielkanaligen Funkverbindungen ist es bekannt (Bergmann: »Lehrbuch der Fernmeldetechnik«, Fachverlag Schiele & Schön, Berlin 1970, Seiten 219, 220), einen oder mehrere Reservekanäle, sogenannte »Schutzkanäle«, einzurichten, auf die, wenn einer der regulären Funkkanäle unterbrochen oder erheblich verschlechtert wird, der gestörte Nachrichtenweg umgeschaltet wird. Diese Umschaltung erfolgt automatisch mit Hilfe eines Schutzkanal-Schaltungssystems anhand eines Pilotkriteriums, im allgemeinen eines stetigen Signals einer gegebenen Frequenz, dessen Unterbrechung zum Umschalten auf den Schutzkanal führt, und anhand des Rauschfensters, das in einem engen Frequenzband im allgemeinen an der Oberseite des Grund-Frequenzbands jenseits der Maximalfrequenz des Grund-Frequenzband-Signals gewählt wird und, wenn es ein zu hohes Rauschen anzeigt, zum

Umschalten auf den Schutzkanal führt.

Die Schaltung zur Auswertung dieser Signale schließt sich an Pilot- und Rauschdetektoren an, die auf die betreffenden Frequenzen bzw. Frequenzbänder abgestimmt sind. Diese Umschaltkriterien sind durch internationale Empfehlung ihrer Art nach festgelegt (CCIR Recommendation 444-1, Xlllth Plenary Assembly, Band IX, Genf 1974).

Solche Funkverbindungen sind auch für gemischte Dienste bekannt, nämlich für Fernsprech- und Fernseh kanäle (CCIR Report 137-3, XIHth Plenary Assembly, Band IX, Genf 1974). Hierbei sind für das Frequenz-Grundband beiderseits der Funkstrecke zwei Gruppen von Einheiten vorhanden, zwischen denen umgeschaltet werden kann. Für die eventuelle Umschaltung auf einen Schutzkanal muß hierbei das System erkennen, ob es sich um einen Fernsprechkanal oder um einen Fernsehkanal handelt, um auf den jeweils richtigen Schutzkanal umzuschalten.

Funkstrecken für gemischte Dienste können auch für

analoge und für digitale Fernsprechsignale oder auch für digitale Daten vorgesehen sein (Bell Laboratories Record, April 1971, Seiten 102-108). Ein Bedarf hierfür liegt insbesondere dann vor, wenn auf einem vorhandenen analog arbeitenden Fernsprech-Richtfunknetz, das beispielsweise frequenzmultiplex (FDM) arbeitet, zusätzlich Fernsprechsignale in Pulscodemodulation (PCM) übertragen werden sollen. Dies ist der Fall, wenn ein plötzlicher Bedarf an Digitalverkehr bewältigt werden soll, wenn analoge Übertragungssysteme auf

f>5 digital umgestellt werden und wenn auf eine reguläre Verbindungsinstallation, die speziell für die Übertragung digitaler Signale vorgesehen ist, zunächst gewartet werden muß. während der entsprechende Bedarf bereits

vorliegt

Das Problem der Übertragung digitaler Daten auf analogen Funkverbindungen, beispielsweise von der Art FDM/FA/(Frequenz-Teilungs-Multiplex'Frequenz-Modulation), kann au' verschiedene Weise gelöst werden, nämlich kann das DigitaJsignal seitlich vom FDM-Band übertragen werden, es kann auf Zwijchenfrequenz als Ersatz des Analogsignals übertragen werden oder es kann, was sich als am günstigsten erwiesen hat und hier zugrundegelegt wird, das Digitalsignal den gleichen Bereich des Frequenz-Grundbands belegen wie das ursprünglich für die Strecke vorgesehene FDM-SignaL Diese Lösung erfordert die Verwendung von Sendevorrichtungen, die das Digitalsignal so verarbeiten, wie es für den Frequenzmodulator einer üblichen analogen Funkverbindung annehmar ist, und von Empfängervorrichtungen, die die ursprüngliche Folge der Digitalsignale wiederherstellen können. Hierzu gehören senderseitig ein mehrpegeliger Kodierer und ein geeigneter Filter/Entzerrer und empfängerseitig ein Filter/Entzerrer, eine Schaltung zur Wiederherstellung des Synchronismus, ein Entscheidungsfilter und ein Dekodierfilter.

Bei der Verwendung von Analogverkehr-Funkstrekken für den Digitalverkehr verdient ein besonderes Augenmerk die Steuerung des Schaltwerks zum eventuellen automatischen Umschalten auf den Schutzkanal. Es ist bekannt (a. a. O. Bell Laboratories Record, Seite 108), für den Analogverkehr und den Digitalverkehr das gleiche Rauschpegel-Prüfsystem zu verwenden und, wiederum für beide Verkehrsarten gleich verwendbar, die Bandbreite des Pilotsignalfilters im Vergleich zur ursprünglichen Installation zu verringern. Dies erweist sich empfängerseitig als großer Vorteil, da die Installation vereinfacht ist und nur ein gemeinsamer Schutzkanal für die analoge und die digitale Übertragung in Reserve gehalten werden muß, jedoch ist die Bindung des Digitalverkehrs an die Frequenz des Analogverkehi s insofern nachteilig, als hierdurch die Übertragungsgeschwindigkeit für den Digitalverkehr begrenzt wird bzw. die Pegel des Kodierers senderseitig auf Kosten der Stabilität derselben verändert werden müssen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kanalkapazität für den Digitalverkehr durch eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit soweit als möglich auszunützen, jedoch gleichzeitig die Installation zum Auswerten der Übertragungsqualität zwecks Umschaltung auf den Schutzkanal bzw. einen der Schutzkanäle durch entsprechendes Vorgehen einfach zu halten.

Diese Aufgabe wird durch ein Vorgehen nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst, das mit Hilfe einer Schaltungsanordnung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 2 durchführbar ist. Hierbei wird anstelle des empfangenen Pilotsignals die Herstellung des Synchronismus als Kriterium ausgewertet, daß das Signal unterbrechungsios empfangen wird, und wird ein dem Übertragungskanal gemäßes Rauschfenster durch Frequenzwandlung auf das übliche Analog-Rauschfenster gebracht. Die zur Steuerung des Schaltwerks verwendeten Signale entsprechen somit genau den auch im Fall des Analogverkehrs empfangenen und zur Steuerung des Schaltwerks verwendeten Signalen.

Weitere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird anhand der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Blockschaltplan einer für die Übertragung digitaler Signale geeigneten Funkverbindung,
F i g. 2 einen Blockschaltplan einer in F i g. 1 mit SPR bezeichneten erfindungsgemäßen Schaltung.

Gemäß Fig. 1 befindet sich vor einer üblichen durch eine Modulator-Sender-Gruppe gebildeten Sendevorrichtung MTR eine Gruppe CF mit einem mehrpegeligen Kodierer und einem Entzerrerfilter. An eine

ίο Funkverbindungsstrecke 1 schließen sich eine Empfängervorrichtung RD in Form eines Empfängers-Demodulators und ein übliches Empfänger-Filter Fan, an dieses eine Gruppe DD von Entscheidungs- und Kodierschaltungen und eine übliche Synchronismus-Wiederherstellungsschaltung RS, die in bekannter Weise in der dargestellten Schaltungsanordnung geschaltet ist Die Synchronismus-Wiederherstellungsschaltung RS gibt ein geeignetes Ausgangssignal ab, wenn die Wiederherstellung des Synchronismus noch nicht erreicht ist, so daß eine anschließende Pilot- und Rauschsimulierschaltung SPR informiert wird, daß eine irreguläre Situation herrscht

Die Pilot- und Rauschsimulierschaltung SPR verwirklicht das Prinzip der Erfindung. Sie wird später unter Bezugnahme auf F i g. 2 im einzelnen beschrieben. Ein übliches automatisches Schaltwerk CCA für gemischte Dienste besteht aus einem Schaltnetzwerk CC und einem logischen Netzwerk LC

In bekannter Weise erfolgt die senderseitige Verarbeitung digitaler Signale mit Hilfe der Gruppe CF derart daß die ausgehenden Signale auch einen Frequenzband f_p decken, das bei der üblichen analogen Übertragung für das Pilotsignal gedacht ist, sowie ein Band f_n das üblicherweise als »Rauschfenster« bezeichnet wird. Auf der Übertragungsstrecke ist ein Signal vorhanden, das im allgemeinen nicht von der Pilotfrequenz fp begleitet wird und ein Rauschfenster bei einer Frequenz f\ hat, die allgemein höher ist als f_r und jedenfalls mit der spektralen Form des Digitalsignals kompatibel ist

Da die üblichen automatischen Schaltwerke für gemischten Dienst in der Lage sind, das Vorliegen der gegebenen Pilotfrequenz f_p zu erkennen und das Rauschen zu messen, das in einem gegebenen Frequenzband einschließlich /j- enthalten ist, führt die erfindungsgemäße Schaltung künstlich ein Pilotsignal der Frequenz f_p ein und wandelt die Frequenz des Rauschfensters /i in die vom Schaltwerk akzeptierte Frequenz/rum.

Gemäß Fig.2 erzeugt ein Oszillator AB ein Signal mit der Pilotfrequenz fp, dessen Stromkreis durch einen Schalter Cauf ein Steuersignal hin unterbrechbar ist, das von der Synchronismus-Wiederhersteüungsschaltung RS kommt Ein Bandpaßfilter PA ist auf die Frequenz /i abgestimmt, die allgemein größer als f_p ist. An PA schließt sich ein Frequenzwandler 7Fan und an diesen ein auf die Rauschfrequenz /_r abgestimmtes Bandpaßfilter PB, dessen Ausgangssignal zu einem üblichen algebraischen Signaladdierglied Σ läuft. Ein Oszillator AA gibt eine derartige Frequenz h ab, daß

h±f\~ /roder f\ - f₂ = f,

wobei f„ wie gesagt, die Mittelfrequenz des vom automatischen Schaltwerk CCA akzeptierten Rauschte fensters ist. Das Frequenzwandler TF, der von üblicher Bauart sein kann, wandelt das Signal der Frequenz Fi in ein Signal der Frequenz /"_rum.

Die Schaltung SPR arbeitet in folgender Weise:

Das von der Empfängervorrichtung RD aus Empfänger und Demodulator (Fig. 1) ausgehende Signal kommt sowohl zum Filter FaIs auch zum Bandpaßfilter PA (F i g. 2). Das Filter Ffiltert das Signal, das über die Gruppe DD aus Entscheidungs- und Kodierschaltungen zum Schaltnetzwerk CTdes automatischen Schaltwerks CCA weitergesendet wird. Das Filter PA greift das die Frequenz /i, also das Rauschfenster des übertragenen Signals, enthaltende Frequenzband heraus. Die Signale werden dann im Frequenzwandler TF verarbeitet, der |₀ das eintreffende Signal der Frequenz f\ mit dem vom Oszillator AA erzeugten Signal der Frequenz f₂ multipliziert und ausgangsseitig ein Signal der Frequenz f_r abgibt, das noch von anderen Komponenten begleitet wird, die vom Paßbandfilter PB beseitigt werden. Dies ist das Signal, das auf der Frequenz /_r das auf der Verbindung vorhandene Rauschen simuliert Dieses Signal geht entweder direkt zum logischen Netzwerk LC des automatischen Schaltwerks CCA über eine Verbindung 2 oder zum Addierglied Σ über eine Verbindung 3. Um zu verhindern, daß über das Filter PA Komponenten eintreffen, die vom übertragenen Digitalsignal stammen und somit vom zu messenden Rauschen, das von der Verbindung erzeugt wird, unabhängig sind, ist senderseitig üblicherweise am Ausgang der Gruppe CF(Fig. 1) ein Sperr-Filter vorhanden, das mit seinem Sperrbereich auf die Frequenz // des hier betrachteten Rauschfensters abgestimmt ist Gleichzeitig mit der Verarbeitung des Rauschens erzeugt der Oszillator AB ein Signal der Pilotfrequenz /j> Die Synchronismus-Wiederherstellungsschaltung RS steuert im Schalter C die Unterbrechung eines solchen Pilotsignals, wenn ein fehlerhafter Vorgang die richtige Wiederherstellung de Synchronismus verhindert. Das Pilotsignal wird weite auf einer Verbindung 4 zum automatischen Schaltwerk CCA geleitet, und zwar gegebenenfalls über da Addierglied Σ, sofern dies vorgesehen war, um auf einer gemeinsamen Verbindung 5 die Summe aus dem Pilotsignal und dem Rauschen zu übertragen.

Sofern das verwendete automatische Schaltwerk CCA von der Art ist, daß es anstelle von Einheiten, die das Pilotsignal mit der Frequenz f_p empfangen können. Einrichtungen aufweist, die die Pilotkriterien feststellen so ist die Schaltung nach Fig.2 vereinfachbar. lsi beispielsweise dieses Pilotkriterium ein offener ode geschlossener Kontakt, je nachdem, ob das Piiotsignai vorhanden oder nicht vorhanden ist, so können in de Schaltung nach F i g. 2 sowohl der Oszillator AB al auch das Addierglied Σ weggelassen werden. In dieserr Fall sind beide Klemmen des Schalters C unmittelba mit dem Schaltwerk CCA verbunden.

Ist das Pilotkriterium beispielsweise eine Zweipegel Gleichspannung, je nach Anwesenheit oder Abwesen heit des Pilotsignals, so wird der Pilotf requenzoszillato AB ersetzt durch einen Gleichspannungsgenerator inii zwei Abgriffen und der Schalter C durch einer Umschalter, dessen beide Eingänge mit den Abgriffer verbunden sind und dessen Ausgang mit dem Schalt werk CCA verbunden ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Bilden von Umschaltkriterien zum Umschalten auf einen Schutzkanal für ein Schaltwerk eines Empfängers für analoge Funkkanäle, die im empfangenen Analogsignal ein Rauschfenster von festgelegtem Frequenzband und ein Pilotkriterium aufweisen, die im analogen Funkverkehr als Umschaltkriterien dienen, im Fall der Belegung eines oder mehrerer der Funkkanäle mit Digitalsignalen, die das Grund-Frequenzband des Funkkanals in Anspruch nehmen und empfängerseitig zur Demodulation auf Synchronismus gebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Pilotkriterium in einer dem aus dem Analogsignal resultierenden Pilotkriterium gleichenden Form empfängerseitig erzeugt und in Abhängigkeit von der Erzielung des Synchronismus als Umschaltkriterium durchschaltet, und daß man das Frequenzband des mit dem übertragenen Digitalsignal einhergehenden Rauschfensters vor dessen Verwendung als Umschaltkriterium in das Frequenzband des für den analogen Funkverkehr festgelegten Rauschfensters umwandelt

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einem Empfänger einer für analoge Funkkanäle eingerichteten Funkstrecke, der mit wahlweise einschaltbaren Demodulationseinrichtungen für Digitalverkehr zum Ersatz der entsprechenden Grund-Frequenzband-Einrichtungen des analogen Verkehrs ausgerüstet ist, mit einem das Umschalten auf einen Schutzkanal in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Pilotkriteriums und/oder vom festgestellten Rauschen durchführenden Schaltwerk, gekennzeichnet durch einen das elektrische Signal des Pilotkriterium durchschaltenden Schalter (C), der von einer Synchronismus-Wiederherstellungsschaltung (RS) in Abhängigkeit vom vorliegenden oder nichtvorliegenden Synchronismus bei der Signaldemodulation angesteuert ist, und durch einen die Frequenz des Rauschfensters an die Rauschfenster-Eingangsfrequenz des Schaltwerks (CCA) anpassenden Frequenzwandler (TF)

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als das Pilotkriterium empfängerseitig erzeugende Schaltung mit dem Schalter (C) ein Oszillator (AB) verbunden ist, der eine Schwingung in der Frequenz des Pilotsignals des analogen Funkverkehrs erzeugt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als das Pilotkriterium empfängerseitig erzeugende Schaltung mit dem Schalter eine Gleichspannungsquelle verbunden ist, deren Gleichspannung dem Pilotkriterium-Signal entspricht.

5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzwandler (TF) die empfangene Frequenz (f\) des Rauschfensters in die Rauschfenster-Eingangsfrequenz (f_r) des Schaltwerks (CCA) durch Multiplizieren von Signalen der empfangenen Frequenz mit Signalen einer dritten Frequenz (h) umwandelt, wobei diese dritte Frequenz, wenn sie mit der empfangenen Frequenz algebraisch addiert wird, ausgangsseitig ein Signal mit jener Eingangsfrequenz

(f_r= ±

ergibt

6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Addierglied (Σ) das empfängerseitig erzeugte Pilotkriterium und das frequenzgewandelte Rauschfenster (fr) tut Addition eingespeist sind.