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?LSprechfunksystem?I
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Die Erfindung betrifft ein Sprechfunksr,tstem, insbesondere für Gegensprechverkehr,
mit einer ortsfesten Zentralstation, wenigstens zwei an verschiedenen Orten angeordneten,
mittels Leitungen und/oder Funkverbindungen, vorzugsweise Richtfunkstrecken, mit
der ortsfesten Zentralstation verbundenen ortsfesten Sende- und -empfangsstellen
sowie mindestens einem mobilen Sende- und Empfangsgerät.
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Es ist bekannt, zur Erfassung eines größeren Versorgungsgebiets mit
mobilen Sprechfunkteilnehmern mittels einer ortsfesten Zentralstation, das Versorgungsgebiet
in der Weise zu
unterteilen, daß in dem betreffenden Gebiet mehrere
ortsfeste Sende- und Empfangsstellen angeordnet werden, die beispielsweise über
Leitungen bzw. Richtfunkstrecken mit der ortsfesten Zentralstation verbunden sind.
Ein rufender mobiler Sprechfunkteilnehmer erreicht dann die ortsfeste Zentralstation
zumindest über zwei ortsfeste Sende- und Empfangsstellen gleichzeitig und die Zentrale
kann dann jeweils die Verbindung mit der besten Empfangsqualität auswählen.
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Aus der Funkschau 1971, Heft 8, Seite 234 ist ein Funksprechnetz für
mobile Teilnehmer mit festen Stationen und einer Vermittlungszentrale bekannt, bei
dem die Vermittlungszentrale den Verbindungsweg mit dem geringsten Rauschen und
den geringsten Verzerrungen auswählt, wobei als Kriterium für die beste Gesprächsverbindung
das Signal-/Rausch-Verhältnis dient und der Empfänger der Feststation aus dem Signal/Rausch-Verhältnis
des ankommenden Gesprächs ein Tonsignal bildet, das simultan zum Gespräch über denselben
Kanal - Leitungspaar oder Richtfunk - an die Zentrale weitergeleitet wird. Das bekannte
Funksprechnetz hat den Nachteil, daß zur Trennung der erwähnten Tonfrequenz vom
Nutzsignal zum einen aufwendige Selektionsmittel erforderlich sind und zum andern
die NF-Nutzbandbreite verringert wird. Hinzu kommt der Nachteil, daß die Vermittlungszentrale
die Qualität der einzelnen Verbindungen starr alle 12,5 msec überprüft.
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Aus der DT-OS 2 142 071 ist es bekannt, bei jedem ortsfesten Funkempfänger
eine Gleichspannung zu bilden, deren Augenblickswert in einem umgekehrten Verhältnis
zu dem jeweiligen Wert der Rauschspannung des ortsfesten Funkempfängers steht, und
in einer Vergleichsschaltung einer Zentralstation alle eintreffenden Gleichspannungen
ununterbrochen miteinander zu vergleichen, jeweils die Gleichspannung mit dem größten
Wert festzustellen und an eine Schalteinrichtung weiterzuleiten, die das zu dieser
Gleichspannung gehörende demodulierte Funksignal freigibt. Dieses bekannte Funksystem
hat den Nachteil, daß bei gleichstromundurchlässigen Verbindungen, wie z. B. Richtfunkstrecken,
TF-Strecken, mit Übertragern galvanisch entkoppelten LeItungen, eine Umsetzung der
Gleichspannung mittels Spannungs-/Frequenz-oder Analog/Digital-Wandler und anschließend
eine entsprechende Rücktransfortnation erforderlich ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sprechfunksystem der
eingangs genannten Art zu schaffen, das einen möglichst geringen Aufwand erfordert
und das bei allen Arten von Verbindungsstrecken ohne Zusatzmaßnahmen einsatzfähig
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für Funkverbindungen
von einem der mobilen Sende- und Empfangsgeräte zu
der ortsfesten
Zentralstation jeweils die ortsfeste Sende- und Empfangsstelle mit dem besten Nutzsignalpegel
in der Weise ausgewählt wird, daß in jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle
mittels eines Pegeldetektors der Signal-ltausch-Abstand direkt oder insbesondere
indirekt durch dI.e Empfangsfeldstärke des von dem mobilen Sende- und Empfangsgerät
empfangenen Nutzsignals ermittelt und das Nutzsignal über eine Verzögerungsschaltung,
in der es nach Maßgabe des durch den Pegeldetektor ermittelten Signal-Rausch-Abstandes
oder der ermittelten Empfangsfeldstärke umso stärker verzögert wird, je kleiner
sein Signal-Rausch-Abstand oder die Entpfangsfeldstärke ist, an die ortsfeste Zentralstation
weitergeleitet wird, daß in der ortsfesten Zentralstation jeweils nur das zuerst
ankommende Signal zur weiteren Verwendung durchgeschaltet wird, während die entsprechend
ihrem ungünstigerem Nutzsignalpegel später einlaufenden Signale der übrigen ortsfesten
Sende- und Empfangsstelien gesperrt bleiben und daß im Falle einer dann zusätzlich
notwendig werdenden Funkverbindung von der ortsfesten Zentralstation zu dem mobilen
Sende- und Empfangsgerät der Sender der bereits für die Verbindung vom mobilen Sende-
und Empfangsgerät zu der ortsfesten Zentralstation ausgewählten Sende- und Empfangs
stelle durch ein Kommandosignal der ortsfesten Zentralstation durchgeschaltet wird.
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Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß de kleinste mittels der Verzögerungsschaltungen
der einzelnen ortsfesten Sende- und
Empfangsstellen einstellbare
Verzögerungszeit größer ist als die größte systembedingte, auf unterschiedliche
Abstände der einzelnen ortsfesten Sende- und Empfangsstellen von der ortsfesten
Zentralstation sowie auf Unterschiede in der Art der Verbindung zur ortsfesten Zentralstation
- wie Leitungen oder Funkstrecken - des jeweiligen Sprechfunksystems zurückzuführende
Laufzeitdifferenz.
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Gemäß einer Ausgestaltungsform sind die Verzögerungszeiten der Verzögerungsschaltung
jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle nach Maßgabe des durch den Pegeldetektor
ermittelten Signal-Rausch-Abstandes oder der ermittelten Empfangsfeldstärke mit
vorgegebener Schrittweite stufenweise gestaffelt einstellbar.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltungsform sollen die Verzögerungszeiten
der Verzögerungsschaltung jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle nach Maßgabe
des durch den Pegeldetektor ermittelten Signal-Rausch-Abstandes oder der ermittelten
Empfangsfeldstärke stetig einstellbar sein.
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Es ist vorteilhaft, das Sprechfunksystem so auszubilden, daß die den
Nutzsignalpegeln entsprechenden Signalverzögerungen aller ortsfesten Sende- und
Empfangsstellen in der ortsfesten Zentralstation auch nach erfolgtem Verbindungsaufbau
von einem mobilen
Sende- und Empfangsgerät zur ortsfesten Zentralstation
kontinuierlich weiter überprüft werden und daß, sobald der Nutzsignalpegel nach
einer definierten Prüfzeit einer der gesperrten ortsfesten Sende- und Empfangsstellen/den
Nutzsignalpegel der bis dahin durchgeschalteten ortsfesten Sende- und Einpfangsstelle
übersteigt, die betreffende ortsfeste Sende- und Empfangsstelle mit dem nunmehr
besten Nutzsignalpegel durchgeschaltet wird, wobei die Sperrung der bis dahin durchgeschalteten
ortsfesten Sende- und Empfangsstelle geringfügig vcrzögert wird, so daß sich eine
kurzzeitige Umschaltüberlappung ergibt.
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Eine andere günstige Ausgestaltungsmöglichkeit besteht darin, daß
die den Nutzsignalpegeln entsprechenden Signalverzögerungen aller ortsfesten Sende-
und Empfangsstellen in der ortsfesten Zentralstation nach erfolgtem Verbindungsaufbau
von einem mobilen Sende- und Empfan.s.zerät zur ortsfesten Zentral station in vorperiodi.och-oder
nach Bedarf gegebenen Zeitabständen/weiter überprüft erden und daß, wenn eine Überprüfung
ergibt, daß der Nutzsignalpegel einer der gesperrten ortsfesten Sende- und Empfangsstellen
den Nutzsignalpegel der gerade durchgeschalteten ortsfesten Sende- und Empfangs
stelle übersteigt, die betreffende ortsfeste Sende- und Empfangsstelle mit deci
besten Nutzsignalpegel sofort durchgeschaltet wird, wobei die Verriegelung der bis
dahin durchgeschalteten ortsfesten Sende- und Empfangsstelle ein wenig verzögert
wird, so daß eine geringfügige Umschaltüberlappung zustande kommt.
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Bei einer anderen Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß jeweils nur
beim Aufbau einer Verbindung von einem mobilen Sende- und Empfangsgerät zur ortsfesten
Zentralstation die ortsfeste Sende-und Empfangs stelle mit dem besten Nutzsignalpegel
aufgrund ihrer kleinsten Signalverzögerung in der ortsfesten Zentralstation durchgeschaltet
wird und daß die Durchschaltung jeweils für die Dauer einer Verbindung bestehen
bleibt.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform ist in der Weise ausgebildet,
daß ein Empfänger einer ortsfesten Sende- und Empfangsstelle mit einem Pegeldetektor
verbunden ist, daß der Pegeldetektor über einen ersten Pegel schalter zum einen
mit einem zweiten Pegelschalter und zum andern mit einem ersten NF-Durchschalter,
über den zweiten Pegel schalter zursl einen mit einem dritten Pogeischalter und
zum andern mit einem zweiten NF-Durchschalter sowie über den dritten Pegelschalter
zum einen mit einem dritten und zum andern mit einem vierten NF-Durchschalter verbindbar
ist dergestalt, daß im Falle, daß das Ausgangssignal des Pegeldetektors einenvorgegebenen
höchsten Schwellwert überschreitet, über den ersten Pegelschalter der erste NF-Durchschalter
geschlossen und ein NI-Ausgang des Empfängers an ein erstes Verzögerungsglied einer
Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungszeit t1 durchgeichaitet wird, daß im
Falle, daß das Ausgangssignal des Pegeldetektors einen vorgegebenen zweithöchsten
Schwellwert erreicht, über den ersten und zweiten
i'egelschalter
der zweite NF-Durchschalter geschlossen und damit der NF-Ausgang dos Empfängers
an ein zweites Verzögerungsglied mit einer Verzögerungszeit durchgeschaltet wird,
daß im Falle, daß das Ausgangssignal des Pegeldetektors einen vorgegebenen dritthöchsten
Schwelllfert erreicht1 über den ersten, zweiten und dritten Pegelschalter der dritte
NF-Durchschalter geschlossen und der NF-Ausgang auf ein drittes Verzögerungsglied
mit einer Verzögerungszeit 63 durchgeschaltet wird und daß, falls die Ausgangsspannung
des Pegeldetektors einen vorgegebenen vierthöchsten Schwelllsert erreicht1 der vierte
NF-Durchschalter iiber den ersten1 zweiten und dritten Pegelschalter geschlossen
und damit der NF-Ausgang mit einem vierten Verzögerungsglied verbunden wird, wobei
die Verzögerungszeiten der Verzögerungsglieder so gewählt sind, daß
ist.
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Gemäß einer weiteren günstigen Ausbildungsform ist vorgesehen, daß
bei einem empfänger einer ortsfesten Sende- und Sinptangsstelle der Ausgang der
HF-Stufe oder einer ersten oder einer zweiten ZF-Stufe mit einem Trägerzweig und
der Ausgang des Diskriminators mit einem flauschzweig eines Pegeldetektors zur kombinierten
Bestimmung des Signal-llausch-Abstandes verbunden ist, daß der Trägerzweig aus einer
Serienschal-cung aus einem Verstärker, einem gleichs tromabtrennenden Kondensator,
einem Gleichrichterglied und einem ohmschen T.Dderstand und der Rauschzweig aus
einer Reihengl
ei chs tromabtrennender schaltung aus einem Rausch-Hochpaß,
einem Verstärker, einem/Kondensator, einem Gleichrichterglied und einem ohmschen
Widerstand bestehen und daß Träger- und Rauschzweig in einem Addierer zusammengeschaltet
sind, in dem die Differenz aus dem Signal des Träger- und dem des Rauschzweiges
gebildet wird, daß der Pegeldetektor ausgangsseitig mit einem ersten bis vierten
Pegelschalter verbunden ist, daß die Pegelschalter jeweils aus einer E-iggerstufe
und einem Schwellwertgeber bestehen und die Schwellwertgeber der einzelnen Pegelschalter
in der Weise gestaffelt eingestellt sind, daß der erste Pegelschalter bei einem
vorgegebenen höchsten Schwellwert des Ausgangssignals des Pegeldetektors anspricht
und über einen ersten NF-Durchschalter einen NF-Ausgang des Empfängers auf ein erstes
Verzögerungsglied einer Verzögerungsschaltung mit einer Verzögerungszeit z durchschaltet,
der zweite Pegelschalter bei einem vorgegebenen zweithöchsten Schwellwert einen
zweiten NF-Durchschalter leitend macht und damit den NF-Ausgang des Empfängers mit
einem zweiten Verzögerungsglied mit einer Verzögerungszeit t2 verbindet, der dritte
Pegelschalter bei einem vorgegebenen dritthöchsten Schwellwert den NF-Ausgang über
einen dritten NF-Durchschalter an ein drittes Verzögerungsglied mit oiner Verzögerungszeit
#3 anschließt und der vierte Pegeischalter bei einem vierthöchsten vorgegebenen
Schwellwert den NF-Ausgang des Empfängers über einen vierten NF-7i)urchschalter
auf ein viertes Verzögerungsglied
mit einer Verzögerungszeit w4
durchschaltet, wobei die Verzögerungszeiten so gewählt sind, daß
ist.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform besteht darin, daß bei einem Empfänger
einer ortsfesten Sende- und Empfangsstelle der Ausgang einer HF-Stufe oder einer
ersten oder zweiten ZF-Stufe über ein Gleichrichterglied mit einem Pegeldetektor
verbunden ist, daß im Falle, daß die Empfangsfeldstärke einen höchsten vorgegebenen
Schweliwert erreicht, an einem ersten Ausgang des Pegeldetektors ein Ausgangssignal
erscheint, das einen ersten NF-Durchschalter in der Weise umschaltet, daß ein NF-Ausgang
des Empfängers auf ein erstes Verzögerungsglied einer Verzögerungsschaltung durchgeschaltet
ist, daß entsprechendes für einen zweiten bis fünften Ausgang des Pegeldetektors
gilt, wobei am zweiten Ausgang des Pegeldetektors bei einem zweithöchsten, am dritten
Ausgang bei einem dritthöchsten, am vierten Ausgang bei einem vierthöchsten und
am fünften Ausgang bei einem fünfthöchsten, am n-ten Ausgang bei einem n-höchsten
vorgegebenen Schwellwert ein Ausgangssignal erscheint und über den zweiten Ausgang
ein zweiter, über den dritten Ausgang ein dritter, über den vierten Ausgang ein
vierter, über den fünften Ausgang ein fünfter und über den n-ten Ausgang ein n-ter
NF-Durchschalter umgeschaltet werden, und daß sich beim Umschalten des ersten NF-Durchschalters
für das NF-Signal am Ausgang des Empfängers die kürzeste, beim Umschalten des letzten
NF-Durchschalters dagegen die größte Verzögerungszeit ergibt.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltungsform ist vorgesehen, daß bei einem
Empfänger einer ortsfesten Sende- und Empfangsstelle der Ausgang einer HF-Stufe
oder einer ersten oder einer zweiten ZF-Stufe mit einem hochohnigen Trennverstärker
und mit einem Gleichrichterglied verbunden ist, daß das Gleichrichterglied, dessen
Ausgangssignal der Empfangsfeldstärke und damit häufig dem Signal-Stör-Abstand proportional
ist, ausgangsseitig an einen ersten bis vierten Pegelschalter angeschlossen ist,
daß die Pegelschalter jeweils aus einer Triggerstufe und einem Schwellwertgeber
bestehen und die Schwellwertgeber der einzelnen Pegelschalter in der Weise gestaffelt
einstellbar sind, daß der erste Pegelschalter bei einem höchsten vorgegebenen Schwellwert
der Empfangsfeldstärke anspricht und über einen ersten NF-Durchschalter einen NF-Ausgang
des Empfängers auf ein erstes Verzögerungsglied einer Verzögerungsschaltung mit
einer Verzögerungszeit C 1 durchschaltet, der zweite Pegelschalter bei einem vorgegebenen
zweithöchsten Schwellwert der Empfangsfeldstärke einen zweiten NF-Durchschalter
leitend macht und damit den NF-Ausgang des Empfängers mit einem zweiten Verzögerungsglied
mit einer Verzögerungszeit 2 verbindet, der dritte Pegelschalter bei einem vorgegebenen
dritthöchsten Schwellwert der Empfangsfeldstärke den NF-Ausgang über einen dritten
NF-Durchschalter an ein drittes Verzdgerungsglied mit einer Verzögerungszeit &
63 anschließt und der vierte Pegel schalter bei einem vierthöchsten Schwellwert
der Empfangsfeldstärke den NF-Ausgang des Empfängers über einen viert ten NF-Durchschalter
auf ein viertes Verzögerungsglied mit einer
Verzögerungszeit #4
durchschaltet, wobei die Verzögerungszeiten so gewählt sind, daß
ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildungsform ist vorgesehen, daß
das mobile Sende- und Empfangsgerät zur echten Bestimmung des Signal-Rausch-Abstandes
einen Meßton aus sendet und daß in jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle ein
Empfänger über den Ausgang Seines Diskriminators mit einem Pegeldetektor zur Bestimmung
des Signal-Rausch-Abstandes verbunden ist, in dem das Ausgangssignal des Empfängers
einmal direkt und einmal über ein Lochfilter für die Meßtonfrequenz sowie einen
Inverter einem Addierer zuführbar ist, dessen Ausgangssignal über einen Pegelverstärker
mit Verstärkungs-Stellglied sowie ein erstes Gleichrichterglied einem ersten Eingang
eines Subtrahierers zugeleitet wird, an dessen zweitem Eingang der Ausgang des Lochfilters
für die Meßtonfrequenz über ein zweites Gleichrichterglied angeschlossen ist und
dem ein Pegelschalter nachgeschaltet ist, der über seine Ausgänge in dem Verstärkungs-Stellglied
Schalter nach Maßgabe des Ausgangssignals des Subtrahierers in der Weise betätigt,
daß das Ausgangssignal des Subtrahierers gleich Null wird, und daß an dem Verstärkungs-Stellglied
dann eine dem Signal-Rausch-Abstand proportionale Spannung abgreifbar ist, die einem
NF-Durchschalter zugeführt wird, der in einer mit dem NF-Ausgang des Empfängers
verbundenen Verzögerungsschaltung Verzögerungsglieder mit vorgegebenen Verzögerungszeiten
nach Maßgabe der ihm zugeführten Spannung durchschaltet.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß das
mobile Sende- und Empfangsgerät zur echten Bestimmung des Signal-Rausch-Abstandes
(Signal zu Rauschen und Störungen) einen Meßton kontinuierlich oder periodisch oder
auf Wunsch aussendet und daß in jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle ein Empfänger
über den Ausgang seines Diskriminators mit einem Pegeldetektor zur Ermittlung des
Si.gnal-Rausch-Ahstandes verbunden ist, daß das Ausgangssignal des Empfängers im
Pegeldetektor einmal direkt und einmal über ein Lochfilter für die Meßtonfrequenz
sowie über einen Inverter einem Addierer zu Interferenzausblendung des Meßtones
zuführbar ist, dessen Ausgangssignal über einen Pegelverstärker mit Verstärkungs-Stellglied
sowie ein erstes Gleichrichterglied einem ersten Eingang eines zweiten Addierers
zugeleitet wird, dessen zweiter Eingang über ein zweites Gleichrichterglied mit
dem Ausgang des Lochfilters für die Meßtonfrequenz verbunden ist, daß das Ausgangs
signal des zweiten Addierers die Spannung einer als Verstärkungs-Stellglied vorgesehenen
regelbaren Spannungsquelle in der Weise steuert, daß das Ausgangssignal des zweiten
Addierers gleich Null wird, daß zwischen dem Eingang und dem Ausgang des Regelverstärkers
dann eine dem Signal-Rausch-Abstand proportionale Spannung abfällt, die mittels
eines Differenzverstärkers mit hochohmigem Eingängen abgegriffen und einem Spannungs-/Frequenzwandler
zugeführt wird, und daß das Ausgangssignal des Spannungs-/Frequenzwandlers als Taktfrequenz
einer Verzögerungsscllaltung in Gestalt einer mit dem Ausgang des Empfängers verbundenen
Eimerkettenschaltung mit stetig verstellbarer Verzögerungszeit zugeleitet wird.
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Zweckmäßigerweise ist das Funksprechsystem in der Weise ausgestaltet,
daß beim Aufbau einer von der ortsfesten Zentralstation initiierten Verbindung zu
einem mobilen Sende- und Empfangsgerät die ortsfeste Zentralstation die Sender der
einzelnen ortsfesten Sende- und Empfangs stellen nacheinander einzeln durchschaltet,
daß bei der Rückmeldung des mobilen Sende-und Empfangsgerätes in der ortsfesten
Zentralstation automatisch die ortsfeste Sende- und Empfangsstelle mit dem besten
Nutzsignalpegel durchgeschaltet wird, und daß die ortsfeste Zentralstation dann
für die Verbindung zum mobilen Sende- und Empfangsgerät den Sender der für die Verbindung
in umgekehrter Richtung ausgewählten ortsfesten Sende- und Empfangsstelle per Kommandosignal
einschaltet.
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Eine bevorzugte Ausgestaltungsform besteht darin, daß bei einem von
der ortsfesten Zentralstation ausgehenden Verbindungsaufbau zu einem mobilen Sende-
und Empfangsgerät die ortsfeste Zentralstation die Sender aller ortsfesten Sende-
und Empfangsstellen zugleich durchschaltet, die in diesem Fall als Gleichwellenfunknetz
mit Trägerstabilisierung und Laufzeitausgleich betrieben werden, daß bei der Rückmeldung
des mobilen Sende- und Empfangsgerätes in der ortsfesten Zentralstation automatisch
die ortsfeste Sende- und Empfangsstelle mit dem besten Nutzsignalpegel durchgeschaltet
wird, und daß die ortsfeste Zentralstation dann
für die Verbindung
zum mobilen Sende- und Empfangsgerät den Sender der für die Verbindung in umgekehrter
Richtung ausgewählten ortsfesten Sende- und Empfangsstelle durch ein Kommandosignal
einschaltett wobei alle übrigen ortsfesten Sendestationen per Kommandoton ausgeschaltet
werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben.
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Fig. 1 zeigt ein Sprechfunksystem mit einem oder mehreren mobilen
Sende- und Empfangsgeräten 1, ortsfesten Sende- und Empfangsstellen 2 bis 2n sowie
einer ortsfesten Zentralstation 3. Die Verbindung zwischen den ortsfesten Sende-
und Empfangsstellen und den mobilen Sende- und Empfangsgeräten erfolgt beispielsweise
im Gleichwellenbetrieb, während die Verbindung zwischen den ortsfesten Sende- und
Empfangs stellen und der ortsfesten Zentralstation aus Richtfunkstreck unterschiedlicher
Trägermit oder ohne TF-Übertragung frequenz und/oder Leitungen/besteht. In der ortsfesten
Zentralstation sind den einzelnen ortsfesten Sende- und Empfangsstellen Empfangsmittel
4 bis 4n zugeordnet, die über eine Durchschalt-und Sperrschaltung 5, die jeweils
nur das Signal mit dem besten Nutzsgnalpegel passieren läßt, mit einer Wiedergabe-
und/oder Weitervermittlungsschaltung 6 verbunden sind. Die ortsfeste Zentralstation
3 enthält außerdem einen Sender 7 für Verbindungen zu den mobilen Sende- und Empfangsgeräten
1.
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Die Erfindung sieht vor, daß für Funkverbindungen von einem der mobilen
Sende- und Empfangsgeräte zur ortsfesten Zentralstation jeweils die ortsfeste Sende-
und Empfangs stelle mit dem besten Nutzsignalpegel in der Weise ausgewählt wird,
daß in jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle mittels eines Pegeldetektors der
Signal-Rausch-Abstand direkt im NF-Nutzkanal oder ersatzweise die Empfangsfeldstärke
als indirekte Größe des Signal-Rausch-Abstandes des von dem mobilen Sende- und Empfangsgerät
empfangenen Nutzsignals ermittelt und das Nutzsignal über eine Verzögerungsschaltung,
in der es nach Maßgabe des durch den Pegeldetektor ermittelten Signal-Rausch-Abstandes
oder der ermittelten Empfangsfeldstärke umso stärker verzögert wird, je kleiner
sein Signal-Rausch-Abstand oder die Empfangsfeldstärke ist, an die ortsfeste Zentralstation
über eine Richtfunkstrecke oder eine Leitung weitergeleitet wird. In der ortsfesten
Zentralstation wird jeweils nur das zuerst ankommende Signal durch die Durchschalt-
und Sperrschaltung 5 zur weiteren Verwendung durchgeschaltet, während die entsprechend
ihrem ungünstigeren Nutzsignalpegel später einlaufenden Signale der übrigen ortsfesten
Sende- und Empfangsstellen gesperrt bleiben. Zur Vermeidung von Störungen ist dabei
dafür zu sorgen, daß die kleinste mittels der Verzögerungsschaltungen einstellbare
Verzögerungszeit größer ist als die größte systembedingte, auf unterschiedliche
Abstände der einzelnen ortsfesten Sende- und Empfangsstellen von der ortsfesten
Zentralstation sowie auf Unterschiede in der Art der Verbindung - wie Leitungen
oder
Funkstrecken - des vorgegebenen Sprechfunksystems zuruckzuführende
Laufzeitdifferenz.
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Die Auswerteschaltung in der Durchschalt- und Sperrschaltung 5 der
ortsfesten Zentralstation arbeitet zum Nutzkanal und zu den Empfangsmitteln 4 bis
4n parallel und die Signalprüfung erfolgt für die Dauer einer Mindestpause c zeitverzögert,
wodurch eine p Beeinträchtigung der Nutzinformation während des Informationsflusses
verhindert und eine eindeutige Markierung für den jeweiligen Beginn einer Signalprüfung
gegeben ist. Die kleinste Verzögerungszeit mrn in einer ortsfesten Sende- und Empfangsstelle
min ist - wie erwähnt - größer zu wählen als die größte durch das Zubringernetz
bedingte Laufzeitdifferenz ##NF,max. Dabei sollte gelten: # ## min # NF, max + tum'
wobei tum die Umschaltzeit der Auswerteschaltung ist. Die Umschaltzeit sollte im
übrigen kurz gegen die Auswertezeit sein.
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Eine günstigere Ausgestaltungsform für die schaltungstechnische Realisierung
der Verzögerungszeiten läßt sich gegebenenfalls durch Ausgleich der Laufzeitdifferenzen
der einzelnen Empfangswege in der ortsfesten Zentralstelle erzielen, da dann die
kleinste Verzögerungszeit mrn in den ortsfesten Sende- und Empfangsstellen min kleiner
gewählt werden kann, was den Aufwand für die Verzögerungsglieder reduziert. Durch
den Laufzeitausgleich kann man die maximale durch das Zubringernetz systembedingte
Laufzeitdifferenz n,max so festlegen,
daß man bereits mit kleinen
Laufzeitverzögerungsstufoen n kommt. Außerdem lassen sich dann die Laufzeitverzijgerungsstufen
unabhängig von A F ma standardisieren.
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Die Auswahl der Empfangswege erfolgt in der Zentrale durch die Nutzsignale
(Sprache, Daten, Steuertöne) selbsttätig sprach-, daten- oder tongesteuert, entsprechend
den sich beim praktischen Betrieb nach dem Signal-Stör-Abstand ergebenden Zeitverzögerungen
der Nutzsignale. Die Signalauswertung in der Zentrale erfolgt dergestalt, daß die
Spannungen der Nutzstgnale parallel abgegriffen, verstärkt, amplitudenbegrenzt und
gleichgerichtet werden. Die derart gewonnenen Schaltgleichspannungen werden integriert
und schalten bei Überschreiten einer vorgegebenen Schwelle den NF-Weg zum Teilnehmer
durch, wodurch alle übrigen gleichzeitig verriegelt werden.
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Wichtig ist - wie in Fig. 6 dargestellt - die Verwendung von definierten
Pausenzeiten vor dem Starten bzw-. Neu-Starten der Auswerteschaltung in der Durchschalt-
und Sperrschaltung 5, was sich beispielsweise durch Kompensation einer Gleichspannung
mittels des gleichgerichteten (gegenpoligen) Sprachsignals erreichen läßt.
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Bei Ausbleiben des Sprachsignals (Sprechpause) wird ein Zeitschalter
eingeschaltet, der die Auswerteschaltung nur dann startet, wenn die Sprechpause
eine vorgegebene Mindestzeit überschreitet, d. h. wenn in dieser Mindestzeit keine
auch noch so
kurzen Sprachsignale empfangen werden, während andernfalls
der Zeitschalter mit dem Ende jedes Sprachsignals immer wieder vor Ablauf der Mindestzeit
neu gestartet wird. Hierdurch wird zum einen ein Hin- und Herschalten in kleinen
Zeitabständen verhindert und zum andern erreicht, daß ein Dauerstörgcräusch, wie
z. B. ein stark verrauschtes NF-Signal oder ein Dauerstörton, niemals durchgeschaltet
wird, da die Auswerteschaltung wegen fehlender Pausen nicht freigegeben wird. Ferner
wird durch die Pausenmarkierung bei unverrauschten Nutzkanälen gewährleistet, daß
stets nur gleiche Modulationsinhalte zeitverzögert miteinander verglichen werden,
die damit ein eindeutiges Umschaltkriterium liefern. Insgesamt sorgt die Durchschalt-
und Sperrschaltung 5 dafür, daß stets nur ein Empfangsweg, nämlich der gerade beste,
durchgeschaltet ist, wohingegen alle anderen Empfangswege verriegelt bleiben.
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Nach erfolgtem Verbindungsaufbau von einem mobilen Sende- und Empfangsgerät
zur ortsfesten Zentralstation wird für einen Verbindungsaufbau von der ortsfesten
Zentralstation zum mobilen Sende- und Empfangsgerät der gemäß dem Reziprozitätstheorem
ebenfalls günstigste Sender der für die Verbindung in umgekehrter Richtung automatisch
ausgewählten ortsfesten Sende- und Empfangsstelle von der ortsfesten Zentralstation
durch ein Kommandosignal (Ton, mehrere Töne, Datensignal) durchgeschaltet.
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Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform des in den ortsfesten
Sende- und Empfangsstellen 2 bis 2n enthaltenen Teils der Erfindung, bei der ein
Empfänger 8 der ortsfesten Sende- und Empfangsstelle mit einem Pegeldetektor 9 verbunden
ist, der seinerseitsüber einen ersten Pegelschalter 10 zum einen mit einem zweiten
Pegelschalter 10' und zum andern mit einem ersten NF-Durchschalter 11, über den
zweiten Pegelschalter 10' zum einen mit einem dritten Pegelschalter lOt' und zum
andern mit einem zweiten NF-Durchschalter 11' sowie über den dritten Pegelschalter
10" zum einen mit einem dritten und zum andern mit einem vierten NF-Durchschalter
11 und lltt' verbunden ist. Im Falle, daß das Ausgangssignal des Pegeldetektors
9 einen vorgegebenen höchsten Schwellwert von beispielsweise 40 dB überschreitet,
wird über den ersten kgelschalter 10 der erste NF-Durchschalter 11 geschlossen und
ein NF-Ausgang 8' des Empfängers 8 an ein
erstes Verzögerungsglied
12' einer Verzögerungsschaltung 12 mit einer Verzögerungszeit cl durchgeschaltet.
Erreicht das Ausgangs signal des Pegeldetektors 9 einen vorgegebenen zweithöchsten
Schwellwert von beispielsweise 30 dB, so wird über den ersten und zweiten Pegelschalter
10 und 10' der zweite NF-Durchschalter 11' geschlossen und damit der NF-Ausgang
8' des Empfängers 8 an ein zweites Verzögerungsglied 12" mit einer Verzögerungszeit
--c durchgeschaltet. Falls das Ausgangssignal 2 des Pegeldetektors 9 einen dritthöchsten
Schwellwert von beispielsweise 20 dB erreicht, wird über den erstentbis dritten
Pegelschalter 10 bis 10" der dritte NF-Durchschalter 11" geschlossen und der NF-Ausgang
8' auf ein drittes Verzögerungsglied 12"' mit einer Verzögerungszeit #3 und bei
Erreichen eines vierthöchsten Schwellwerts von z. B. 10 dB wird der vierte NF-Durchschalter
11"' über den ersten bis dritten Pegelschalter 10 bis 10" geschlossen und damit
der NF-Ausgang 8' mit einem Verzögerungsglied i2 "" verbunden. Die Verzögerungszeiten
61 bis #4 der Verzögerungsglieder 12' bis 12"" sind so gewählt, daß
ist, so daß das vom Empfängerausgang 8' kommende NF-Signal umso stärker verzögert
wird, je schlechter sein Si.wnal-Rausch-Abstand bzw. die Empfangsfeldstärke ist1
bevor Amplituden- und/oder -es über einen Addierer 13 und einen/Laufzeitentzerrer
(Allpaßentzerrer) 14 auf die Übertragungsstrecke zur ortsfesten Zentralstation 3
gegeben wird.
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reine weitere vorteilhafte Ausbildungsform ist in Fig. 3 dargestellt.
Die Figur zeigt einen Empfänger 8 einer ortsfesten Sende- und Empfangsstelle 2 bis
2n mit einer zweiten ZF-Stufe 82 einem Begrenzer 86, einem Diskriminator 83, einem
NF-Verstärker 85, einem NF-Tiefpaß 84 und einem NF-Ausgang 8'. Der Ausgang der zweiten
ZF-Stufe 82 ist mit einem Trägerzweig, der Ausgang des Dåakriminators 83 mit einem
Rauschzweig eines Pegeldetektors 9 zur kombinierten Bestimmung des Signal-Rausch-Abstandes
eines vom Empfänger 8 empfangenen Signals verbunden. Der Trägerzweig besteht aus
einer Serienschaltung aus einem Verstärker 16, einem Kondensator, einem Gleichrichterglied
15 und einem ohmschen Widerstand 17, der Rauschzweig aus einer Reihenschaltung aus
einem Rausch-Hochpaß i8, einem Verstärker 16, einem Kondensator, einem Gleichrichterglied
15 und einem ohmschen Widerstand 17. Da die Gleichrichterglieder 15 des Träger-
und des Rauscllzweiges hinsichtlich der Durchlaßrichtung entgegengesetzt verschaltet
sind, erhält man am Ausgang eines Addierers 13 und damit am Ausgang des Pegeldetektors
9 die Differenz aus den Signalen des Träger- und des Rauschzweiges, die näherungsweise
dem Signal-Rausch-Abstand entspricht. Der Pegeldetektor 9 ist ausgangsseitig mit
einem ersten bis vierten Pegelschalter 10 bis 10"' verbunden. Die Pegelschalter
10 bis 10kl' bestehen jeweils aus einer Triggerstufe 19 und einem Schwellwertgeber
20. Die Schwellwertgeber 20 der einzelnen Pegelschalter
sind in
der Weise gestaffelt eingestellt, daß der erste Pegelschalter 10 erst ab einem vorgegebenen
höchsten Schwell-.Signal-Rausch-Abstand wert von beispielsweise 40 dBA der zweite
Pegelschalter 10' erst ab einem zweithöchsten Schwellwert von z. B. 30 dB, der dritte
Pegelschalter 10" ab einem dritthöchsten Schwellwert von z. B. 20 dB und der vierte
Pegelschalter beispielsweise ab einem Schwellwert von 10 dB anspricht. Außerdem
ist dafür Sorge zu tragen, daß bei Ansprechen eines Pegel schalters alle Pegelschalter
mit kleinerem Ansprechschwellwert automatisch gesperrt werden. Jedem der Pegelschalter
10 bis 10"'ist nun jeweils ein NF-Durchschalter 11 bis ii"' zugeordnet, über den
der NF-Ausgang 8' des Empfängers 8, jeweils auf eines der Verzögerungsglieder 12'
bis 12"" einer Verzögerungsschaltung 12 mit Verzögerungszeiten #1 bis #4. Die Verzögerungszeiten
sind wiederum so gewählt, daß
ist, ein Signal mit großem Signal-Rausch-Abstand also weniger verzögert wird als
ein Signal mit ungünstigem Signal-Rausch-Abstand.
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Fig. 4 a zeigt eine vorteilhafte einfache Ausführungsform, bei der
die zweite ZF-Stufe 8 eines Empfängers 8 einer ortsfesten Sende und Empfangs stelle
2 bis 2n ausgangsseitig mit einem Gleichrichterglied 15 verbunden ist, an dessen
Ausgang eine der Empfangsfeldstärke proportionale Spannung abfällt, die auf einen
Pegeldetektor 9 gegeben wird. Je nach Empfangsfeldstärke wird ab einem Schwellwert
von
beispielsweise 40 dB Signal-Rausch-Abstand über einen Ausgang 91 ein NF-Durchschalter
11 in einer Verzögerungsschaltung 12 in der Weise betätigt, daß das NF-Signal am
NF-Ausgang 8' des Empfängers 8 über ein erstes Verzögerungsglied mit einer kleinsten
Verzögerungszeit geführt wird. Entsprechend wird ab einem Schwellwert von z. B.
30 dB Signal-Rausch-Abstand über einen Ausgang 92, ab 20 dB über einen Ausgang 93,
ab beispielsweise 15 dB 4 über einen Ausgang 94 und ab z. B. lO dB über einen Ausgang
95 des Pegeldetektors 9 jeweils ein NF-Durchschalter ll' bis all"" in der Verzögerungsschaltung
geschlosen, wobei das NF-Signal am Ausgang 8' des Empfängers 8 jeweils ein Verzögerungsglied
mit der zweit- bis fünftkürzesten Verzögerungszeit durchläuft. Gleichzeitig ist
dafür Sorge getragen, daß jeweils nur einer der Ausgänge 9l bis 95 mit einem Ausgangssignal
beaufschlagt wird; bei 40 dB beispielsweise nur der Ausgang 91, obwohl der Pegel
entsprechend 40 dB Signal-Rausch-Abstand gleichzeitig auch über der Ansprechschwelle
aller übrigen Ausgänge 92 bis 95 liegt.
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In Fig. 4b ist ein bevorzugtes, besonders einfaches Ausführungsbeispiel
dargestellt, dessen erster Teil einschließlich des Gleichrichtergliedes 15 mit der
bereits beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 4a identisch ist - d. h. als maßgebender
Parameter für die Verzögerung wird hier ebenfalls die Er.pfangsfeldstärke
herangezogen,-
und dessen zweiter Teil beginnend mit den Pegelschaltern 10 bis 10"' mit dem entsprechenden
Teil der bereits erläuterten Ausführungsform gemäß Fig. 3 übereinstimmt.
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Fig. 5a zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform, bei der das rufende
mobile Sende- und Empfangsgerät 1 zur echten Bestimmung des Signal-Stör-Abstandes
(Signal zu Rauschen und Störungen) vor dem Verbindungsaufbau einen Meßton von beispielsweise
500 Hz bzw.
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während der gesamten Verbindungsdauer entweder walweise oder in den
Gesprächspausen gesteuert einen Meßton innerhalb des IIörbereiches ohne Nutzmodulation
aussendet und bei der in jeder ortsfesten Sende- und Empfangsstelle 2 bis 2n der
Empfänger 8 über den Ausgang seines Diskriminators 83 mit einem Pegeldetektor 9
zur Bestimmung des Signal-Stör-Abstandes verbunden ist, in dem das Ausgangssignal
des Empfängers einmal über ein selektives Tonfilter 22 für die Meßtonfrequenz sowie
einen Inverter 25 und einmal über einen Verstärker 23 und einen Phasenschieber 24
zum Ausgleich der im selektiven Tonfilter und im Inverter verursachten Verstärkungs-
und Laufzeitunterschiede einem Addierer 13 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des
Addierers 13 entsprichtwdann gerade der som Meßton befreiten NF-Störsignal (Rauschen
und Störungen) im NF-Nutzkanal des Empfängers 8. Der Ausgang des Addierers 13 ist
über einen ohmschen Widerstand 17, einen Pegelverstärker 26 mit Verstärkungs-Stellglied
26' sowie ein erstes Gleichrichterglied 15 mit einem ersten Eingang eines Subtrahierers
27 verbunden, an dessen zweiten Eingang der Ausgang des selektiven Tonfilters 22
über ein zweites Gleichrichterglied 15' angeschlossen
ist. Dem
Subtrahierer 27 ist ein Pegelschalter 10 nachgeschaltet, der über seine Ausgänge
101 bis 105 in dem aus Wider-6 ständen 17i bis 17 mit Schaltern bestehenden Versärkungs-Stellglied
26' die Schalter nach Maßgabe des Ausgangssignals des Subtrahierers 27 in der Weise
durchschaltet, daß das Ausgangssignal des Subtrahierers 27 gegen Null strebt,wobei
dann an dem Verstärkungs-Stellglied 26' eine dem Signal- Stör -Abstand proportionale
Spannung abgreifbar ist. Diese Spannung wird einem NF-Durchschalter 11 zugeführt,
der in einer mit dem NF-Ausgang 8' des Empfängers 8 verbundenen Verzögerungsschaltung
12 nach Maßgabe.
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der ihm zugeführten Spannung Verzögerungsglieder mit vorgegebenen
Verzögerungszeiten durchschaltet. Bür den Fall, daß der Meßton nicht während der
gesamten Verbindungsdauer ausgesendet wird, ist selektiven hinter demfTonfilter
ein Relais 21 angeordnet, das bei Ausbleiben desMeßtons einen Relaiskontakt 21'
öffnet und damit den Pegeldetektor 9 vom Empfänger 8 trennt. Anstelle des Relais
kann selbstverständlich auch ein Transistorschalter verwendet werden.
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In Fig. 5 b ist eine bevorzugte Ausgestaltungsform mit stetiger Einstellbarkeit
der Verzögerungszeit dargestellt. Diese Ausgestaltungsform unterscheidet sich von
der in Verbindung mit Fig. 5 a beschriebenen zunächst dadurch, daß die Gleichrichterglieder
15 und 15' unterschiedliche Durchlaßrichttmg haben, so daß hier anstelle des Subtrahierers
27 ein zweiter Addierer 13' zur Anwendung
kommt. Hinzu kommt,
daß in diesem Fall als Verstärkungs-Stellglied für den Pegelverstärker 26 eine regelbare
Spannungsquelle 28 vorgesehen ist, deren Spannung durch das Ausgangssignal des zweiten
Addierers 13' über einen Verstärker 23 in der Weise gesteuert wird, daß das Ausgangssignal
des zweiten Addierers 13' gleich Null wird. Zwischen dem Eingang und detn Ausgang
des Pegelverstärkers 26 fällt dann eine dem Signal-Stör-Abstand proportionale Spannung
ab, die auf die hochohmigen Eingänge eines Differenzverstärkers 29 gegeben wird.
Der Differenzverstärker 29 ist ausgangsseitig mit einem Spannungs-/Frequenznfandler
30 verbunden, dessen Ausgangssignal als Taktfrequenz zur Steuerung einer mit dem
NF-Ausgang 8 des Empfängers 8 verbundenen, als analoges (Eimerkettenschaltung) oder
digitales Schieberegister für digitale Signale ausgebildeten Verzögerungsschaltung
12 dient, deren Verzögerungszeit entsprechend dem Abtasttheorem eine stetige Funktion
der Steuer-Taktfrequenz ist.
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Beim Aufbau einer von der ortsfesten Zentralstation 3 initiierten
Verbindung zu einem mobilen Sende- und Empfangsgerät 1 schaltet die ortsfeste Zentralstation
3 beispielsweise die Sender der einzelnen ortsfesten Sende- und Empfangsstellen
2 bis 2n nacheinander durch. Bei der Rückmeldung des gerufenen mobilen Sende- und
Empfangsgeräts 1 wird dann in der ortsfesten Zentralstation 3 aufgrund der kürzesten
Verzögerung automatisch die ortsfeste Sende-und Empfangsstelle mit dem besten Nutzsignalpegel
von der Durchschalt
- und Sperrschaltung 5 zur weiteren Verwendung
auf den Wiedergabe- und/oder Weitervermittlungsteil 6 durchgeschaltet.
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Zugleich wird für die Verbindung in umgekehrter Richtung durch ein
Kommandosignal der ortsfesten Zentralstation 3 der Sender der gerade für die Verbindung
in der einen Richtung ausgewählten ortsfesten Sende- und Empfangsstelle eingeschaltet.
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Eine giinstigere, weil weniger Zeit erforderliche Lösung, besteht
darin, daß die ortsfeste Zentralstation 3 bei einem von ihr ausgehenden Verbindungsaufbau
zu einem mobilen Sende- und Empfangsgerät 1 die Sender aller ortsfesten Sende- und
Empfangs stellen 2 bis 2 gleichzeitig durchschaltet, wobei die Sender als Gleichwellenfunknetz
mit Trägerstabilisierung und Laufzeitausgleich betrieben werden und alles weitere
wie bereits beschrieben abläuft.
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gedankens,
eine zeitliche Verzögerung der niederfrequenten Nutzspannung in der ortsfesten abgesetzten
Funkempfangsstation vorzunehmen, besteht darin, in Abhängigkeit vom Signal-Stör-Abstand,
bzw. ersatzweise von der Empfangsfeldstärke, den NF-Weg in Stufen oder kontinuierlich
nur zu Beginn eines Verbindungsaufbaus zeitverzögert zur Zentrale durchzuschalten.
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(Besonderheit: Die Verzögerung liegt im Durchschaltzweig, nicht im
NF-Zweig).
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Wie in Fig. 7 dargestellt, wird vor dem Diskriminator eine der Feldstärke
proportionale Spannung hochohmig abgegriffen und gleichgerichtet.
Die
so gewonnene Gleichspannung wird einem linearen Pegelindikator zugeführt, der in
Abhängigkeit von der eingangsseitig angebotenen Gleichspannung stufenweise (im Beispiel
5 Stufen) mehrere mögliche Ausgänge durchschaltet (H-Pegel) und über definierte
Verzögerungsglieder #n (n= 1 .... 5) und ein ODER-Gatter die NF mittels NF-Durchschalter
zur Zentrale durchschaltet.
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Die Verzögerungszeiten sind so zu dimensionieren, daß die kleinstmögliche
Verzögerungszeit größer ist als der größtmögliche Laufzeitunterschied der an die
Zentrale angeschlossenen Modulationszubringer (Leitungen, Richtfunkverbindungen,
TF-Strecken). Die Auswertung in der Zentrale erfolgt dergestalt, daß das zuerst
in der Zentrale eintreffende Nutzsignal (Ruf) die Verbindung zum Teilnehmer öffnet
und gleichzeitig alle übrigen Empfangswege sperrt.
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Die Schaltung besitzt folgende Eigenschaften: 1. Auswahl der nach
dem Signal-Rausch-Abstand bestmöglichen Funkverbindung zum Zeitpunkt des Verbindungsaufbaus.
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2. Einsatzfähigkeit bei gleichstromundurchlässigen Modulationszubringern.
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3. Einfache Realisierungsmöglichkeit.
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4. Empfängerauswahlmöglichkeit nur zu Beginn eines Verbindungsaufbaus.
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Fig. 8 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel für kontinuierliche
Laufzeitverzögerung mittels Eimerkettenschaltung.