DE2932701C2 - Verfahren für eine Datenübertragung nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung - Google Patents

Verfahren für eine Datenübertragung nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Datenübertragung zwischen mindestens einer Zentrale, einer Relaisstelle und ortsbeweglichen Funkstellen nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung (TDMA) mit einer Zeitrahmenstruktur, wobei die Zentrale auf einer Frequenz an alle ortsbeweglichen Funkstellen über die Relaisstelle sendet. Ein solches Verfahren ist bekannt aus DE-OS 25 58 979.
Dort stehen mehrere Vermittlungsnetzwerke über einen Satelliten in Verbindung, der als Transponder in Zeitmultiplexkanälen unterteilte Informationsbündel überträgt. Die zeitliche Abstimmung der Informationsbündel der einzelnen Netzwerke ist so gewählt, daß sie den Satelliten in geordneter Reihenfolge (verschachtelt) ohne Überlappung erreichen. Die Informationsbündel werden in Zeitrahmen konstanter Länge übertragen.
Aus der DE-AS 23 34 706 ist ein Verfahren zum Zeitmultiplexbetrieb mit dynamischer Zuordnung einzelner Abschnitte bekannt. Hierbei ist die Anzahl der Abschnitte in einem vorgegebenen Datenrahmen niedriger als die Anzahl der Datenstationen. Die Datenrahmen weisen eine variable Länge auf, um die Übertragungsleitung optimal auszunutzen, d. h. eine Anpassung an die zu übertragende Datenmenge zu erreichen.
Des weiteren ist ein Funkübertragungssystem mit ortsfesten und ortsbeweglichen Funksprechstellen bekannt aus der DE-OS 26 25 475. Die Funkverbindung wird bei diesem Funkübertragungssystem dadurch überwacht, daß ständig der H F-Pegel der Verbindung gemessen wird und bei Unterschreiten eines bestimmten Pegelwertes die Verbindung von einer ersten ortsfesten Funksprechstelle auf eine zweite ortsfeste Funksprechstelle umgeschaltet wird, die bessere Empfangsbedingungen für die ortsbewegliche Funkstelle bietet
to Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Organisation dieser Funknetze. Sie ist gegeben durch die Aufteilung in eine große Zahl von Funkbereichen mit zahlreichen ortsfesten Relaisstellen, Überlappung dieser Funkbereiche mit den daraus resultierenden Störungen (Selektivschwund), Datenfluß zwischen den zahlreichen ortsfesten Relaisstellen und Zentrale mit einem hohen Bedien- und Geräteaufwand. Weiterhin ist ein Funkdatennetz bekannt aus Rüberg, H., »Datenfunknetz der Polizei NW«, PTV 8/77. Auch bei diesem Funkübertragungssystern ist der Betriebsablauf umständlich, da bei Aussendung einer Meldung von der Zentrale an eine ausgewählte ortsbewegliche Funkstelle alle anderen ortsbeweglichen Funkstellen an einer Aussendung gehindert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für eine Datenübertragung zwischen mindestens einer Zentrale, einer Relaisstelle und ortsbeweglichen Funkstellen nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung (TDMA) anzugeben, das mit wenig Bedien- und Geräteaufwand auskommt, eine in der Länge flexible Zeitrahmenstruktur aufweist und die Organisation der Funkübertragung vereinfacht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach Anfrage durch eine Zentrale von den ortsbeweglichen Funkstellen nacheinander Routinemeldungen auf einer anderen Frequenz gesendet werden, daß von den ortsbeweglichen Funkstellen nach Vorankündigung in einem ersten Zeitrahmen an die Zentrale innerhalb der Routinemeldungen Daten gesendet werden, daß von der Zentrale dazu in einem zweiten Zeitrahmen für die Daten ein Zeitfach freigehalten wird, so daß die Länge der Zeitrahmenstruktur an die Länge der Meldungen angepaßt wird, wobei die minimale Länge der Zeitrahmenstruktur durch die alleinige Übertragung von Routinemeldungen bestimmt wird und die maximale Länge der Zeitrahmenstruktur durch die Übertragung von Daten aller ortsbeweglichen Funkstellen an die Zentrale oder durch die Übertragung von individuellen Daten der Zentrale an alle ortsbewegliehen Funkstellen bestimmt wird.
Vorteilhaft ist es, bei hohem Datentausch zwischen der Zentrale und wenigen ortsbeweglichen Funkstellen zusätzliche Kanäle zur Verfugung zu stellen.
Falls eine Routinemeldung von einer ortsbeweglichen Funkstelle ausbleibt, ist es zweckmäßig, automatisch Alarm zu geben.
Die Vorteile des routinemäßigen Ansprechens durch die Zentrale auf einer anderen Frequenz liegen darin, daß der Zentrale alle im Einsatz befindlichen ortsbeweg-
bo liehen Funkstellen bekannt sind und daß bei Nichtquittierung einer Routinemeldung Unregelmäßigkeiten, wie nicht vorhandene Betriebsbereitschaft trotz Einsatzmeldung oder Notfälle, erkannt werden. Zusätzlich zur Verfügung gestellte Kanäle bei hohem Bedarf an Datentausch, d. h., viele Daten innerhalb von Routinemeldungen, gewährleisten, daß der Zeitrahmen für einen Zyklus der Anfrage aller ortsbeweglichen Funkstellen durch die Zentrale nicht zu lang wird.
Innerhalb einer relativ kurzen vorbestimmten Zeit ist somit ein Anfragen aller ortsbeweglichen Funkstellen möglich.
Anhand der Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert
F i g. 1 zeigt den Ablauf der Übertragung Zentrale - KFZ - Zentrale,
F i g. 2 den Aufbau der Meldungen von Zentrale und KFZ,
F i g. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild des KFZ-DatenfunkgerUies.
Beim ausgeführten Beispiel wird die Relaisstelle durch einen Satelliten repräsentiert Es ist dadurch möglich, eine ausreichende Funkversorgung in einem großen Gebiet, gegeben durch den Ausleuchtbereich is des Satelliten, zu gewährleisten. Natürlich kann das Verfahren für regionale Anwendungen auch mit einer terrestrischen Relaisstelle arbeiten. Die ortsbeweglichen Funkstellen sind mit Datenfunkgeräten ausgerüstete Kraftfahrzeuge (KFZ). Die Übertragung der Daten erfolgt digital. In den Datenfunkgeräten der KFZ sind Speicher für die Daten vorhanden. Die Datenübertragung von der Zentrale zu den KFZ enthält Meldungen an alle KFZ, an eine bestimmte Gruppe oder an einzelne KFZ. Rundspruchmeldungen an alle oder an eine bestimmte Gruppe erfordern keine Quittierung durch die KFZ. Bei allen Meldungen für bestimmte KFZ erfolgt eine Quittierung. Wegen der großen Signallaufzeit (ca. 500 ms zwischen Aussendung der Meldungen und Quittierung) ist die Verwendung getrennter Frequenzkanäle für die Strecken Zentrale—KFZ und KFZ —Zentrale erforderlich, um eine optimale Kanalausnutzung zu ermöglichen.
Die meisten vom KFZ zur Zentrale übertragenen Informationen bestehen aus kurzen Routinemeldungen, die von der Zentrale quittiert werden. Längere Meldungen erfolgen selten und können, wenn sie vorhanden sind, in der Form der Routinemeldungen angekündigt werden.
Bei dem angegebenen Verfahren werden zwei Meldungsfolgen auf verschiedenen Frequenzen verarbeitet. Meldungsfolge 1 enthält die Meldungen, Anfragen und Steuerbefehle der Zentrale; Meldungsfolge 2 die Meldungen und Anfragen der KFZ. Dafür werden zwei Satellitenkanäle benötigt. Weitere Kanäle sind für langer dauernde Verbindungen verfügbar.
F i g. 1 zeigt den Ablauf der Übertragung Zentrale—KFZ—Zentrale. Zum Zeitpunkt U wird von der Zentrale auf der Frequenz /Ί eine Routinean.Tage a an das KFZ 1 gerichtet. Die Anfrage erreicht das Fahrzeug zum Zeitpunkt t\ + T (T= Laufzeit Boden-Satellit— Boden). Bei f2 wird vom Fahrzeug eine Antwort auf der Frequenz /2 abgegeben, die die Zentrale zum Zeitpunkt t2+ Terreicht.
Um die Organisation zu vereinfachen, ist eine Standardisierung der Meldungen nötig. Die Routineanfragen a der Zentrale haben eine feste Länge Tj, die sich aus dem übertragenen Text b ergibt. Eine Routineanfrage a besteht aus einem Synchronisiervorlauf c, einem Synchronwort e und dem Text b. Der Text b enthält die Fahrzeugnummer bzw. einen Gruppencode für Rundsprüche, ein Codewort, das eine folgende Informationsübertragung ankündigt oder eine Information bestätigt und einige Redundanzbits d.
In Fig. 2 ist dieser Aufbau der Meldungen von h5 Zentrale und KFZ dargestellt.
Das Fahrzeug antwortet auf die Routineanfrage a zum Zeitpunkt f2 auf der Frequenz /j- Ein gewisser zeitlicher Sicherheitsabstand S (ca. 2 ms) ist erforderlich, um ein Überlappen der Sendungen von Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Standorte zu vermeiden. Die Routineantwort /des KFZ ist ebenfalls standardisiert (Länge T2) und enthält einen Synchronisiervorlauf g, ein Synchronwort h, den Text / und Redundanzbits j. Der Text / besteht aus der Fahrzeugnummer und einem Standardtext, der folgende Meldungen enthalten kann: Keine Besonderheiten, Betrieb eingestellt, Betrieb aufgenommen, Meldungsübertragung erwünscht (Telegramm/Text, Länge der Übertragung), Empfangsbestätigung, Notruf/Alarm.
Anhand eines Beispiels soll der Betriebsablauf erläutert werden. Es werden immer alle Geräte abgefragt
Bei Beginn des Einsatzes nach Eingabe »Betrieb aufgenommen« in das Bedien- und Anzeigeteil 9 (Fig.3) beantwortet das Datenfunkgerät die nächste Routineanfrage a der Zentrale mit Quittungsgabe k. Damit ist die Verbindung aufgebaut Wenn keine Meldungen übertragen werden, beantwortet das Datenfunkgerät jede Routineanfrage a mit einem Standardtext »Keine Besonderheiten«. Auf diese Weise wird die Funktion der Verbindung überwacht.
Eine Meldung m der Zentrale, Rundspruch oder individuelle Meldung, wird durch ein entsprechendes Codewort angekündigt. Das Datenfunkgerät schaltet auf »Aufnahme« uno beim nächsten Ansprechen wird die Meldung aufgenommen und der Eingang einer Meldung signalisiert und der Zentrale bestätigt Wurde die Meldung fehlerhaft aufgenommen, wird eine Wiederholung veranlaßt.
Bei Meldungen vom KFZ wird durch die Eingabe »Meldungsübertragung erwünscht« von der Zentrale entweder ein entsprechendes Zeitfach / auf der Frequenz h für Daten freigegeben oder das Gerät auf die freie Frequenz fn für eine länger dauernde Übertragung umgeschaltet. Nach Beendigung der Übertragung wird das Gerät auf die Frequenz h zurückgeschaltet bzw. das Zeitfach reduziert.
Bei Beendigung des Einsatzes des KFZ wird durch die Eingabe »Betrieb eingestellt« der Zentrale mitgeteilt, daß vorläufig keine Beantwortung der Anfragen erfolgt.
Sind alle Routineanfragen a der Zentrale zeitlich nacheinander an die KFZ abgesetzt, beginnt die Abfrage ο der KFZ nach dem gleichen Prinzip wie die Anfrage.
Manuell oder automatisch erzeugte Alarmmeldungen werden auf Anfrage ausgegeben. Dazu ist die vorherige Betriebsanmeldung nicht erforderlich. Dieser Betrieb wird normalerweise auf einem für alle Fahrzeuge gemeinsamen Kanal abgewickelt. In Sonderfällen können Gruppen von Fahrzeugen in der gleichen Weise auf Ersatzkanälen arbeiten.
Die Funktion der Datenfunkgeräte in den KFZ soll anhand von Fig.3 näher erläutert werden. Entsprechend dem Aufbau der Meldungen von Zentrale und KFZ gelangt das Empfangssignal von der Antenne 1 über das Antennenrelais 2 zum Empfänger 3. Dort wird es in einem rauscharmen Vorverstärker verstärkt und nach entsprechender Umsetzung im FSK-Demodulator demoduliert. Das demodulierte Signal wird in der Codeauswertung 4 auf für das Gerät bestimmte Codes untersucht, die ausgewertet werden. Die Codeauswertung 4 wird, wie auch der Vorlauf- und Codegenerator 5, von einem gemeinsamen Taktgenerator 6 gesteuert. Erfolgt eine längere Meldung für das Gerät, so wird die Verbindung über die Steuerung und Überwachung 7
zum Datenterminal 8 durchgeschaltet und eine entsprechende Anzeige im Bedien- und Anzeigeteil 9 erzeugt, die auf den Eingang der Meldung aufmerksam macht. An die Steuerung 7 schließt sich die Trägerversorgung IO an, die die Empfangs- und Sendeumsetzer im Empfänger 3 und Sender 11 versorgt.
Nach Eingang der Routineabfrage ο wird die Antwort / zusammengestellt. Im Routinefall antwortet das Datenfunkgerät automatisch. Die Steuerung und Überwachung 7 stellt dabei die Routineantwort zusammen, die dann über den FSK-Modulator den Sendeumsetzer und Leistungsverstärker des Senders 11 auf die Antenne 1 geschaltet wird. Dazu wird für die Zeit der Sendung das Antennenrelais 2 umgeschaltet.
Ebenfalls automatisch arbeitet das Gerät bei der Quittierung k einer Meldung. Werden längere Texte oder Sondermeldungen abgegeben, so werden die Befehle mit Hilfe des Bedien- und Anzeigeteils an die Steuerung und Überwachung 7 gegeben, die die entsprechenden Sendesignale zusammenstellt. Dazu wird während der Sendung hinter der KFZ-Nummer das entsprechende Codewort (Betrieb eingestellt, Betrieb aufgenommen, Meldungsübertragung erwünscht. Alarm) oder der im Datenterminal 8 vorhandene Text eingefügt.
Bei längeren Übertragungen schaltet die Zentrale über die Steuerung und Überwachung 7 die Frequenzen des Senders 11 und Empfängers 3 auf den bereitgestellten Kanal um und nach Ende der Sendung wieder zurück. Während dieser Zeit ist der Routinebetrieb mit Kenntnis der Zentrale unterbrochen.
Für den Betrieb sind nur wenige Bedienungs- und Anzeigeelemente erforderlich:
Anzeige »Verbindung«, wenn Routineablauf bzw. die längere Sendung einwandfrei funktionieren.
Dazu werden auch während längerer Sendungen ίο Quittungen k zwischen Zentrale und KFZ ausgetauscht.
Anzeige »Störung«, wenn keine Verbindung möglich ist oder das Gerät gestört ist.
Anzeige »Meldung eingegangen« eventuell auch akustisches Signal.
Taste »Betrieb aufgenommen« mit Anzeige.
Taste »Betrieb unterbrochen« mit Anzeige.
Taste »Meldung« mit Zusatz über deren Länge.
Damit entscheidet die Zentrale über die Art der Übertragung (freier Kanal oder bei der nächsten Abfrage).
Taste »Alarm«; Alarm kann mit Hilfe eines Zusatzes auch selbsttätig erzeugt werden, wenn das Bedienpersonal in bestimmten Betriebsfällen nicht bestimmte Handlungen ausführt, z. B. Eingabe einer mehrstelligen Kennziffer nach Aufforderung innerhalb einer bestimmten Zeit.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren für eine Datenübertragung zwischen mindestens einer Zentrale, einer Relaisstelle und ortsbeweglichen Funkstellen nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung (TDMA) mit einer Zeitrahmenstruktur, wobei die Zentrale auf einer Frequenz an alle ortsbeweglichen Funkstellen über die Relaisstelle sendet, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anfrage durch eine Zentrale von den ortsbeweglichen Funkstellen nacheinander Routinemeldungen auf einer anderen Frequenz (F^) gesendet werden, daß von den ortsbeweglichen Funkstellen nach Vorankündigung in einem ersten Zeitrahmen an die Zentrale innerhalb der Routinemeldungen Daten gesendet werden, daß von der Zentrale dazu in einem zweiten Zeitrahmen für die Daten ein Zeitfach freigehalten wird, so daß die Länge der Zeitrahmenstruktur an die Länge der Meldungen angepaßt wird, wobei die minimale Länge der Zeitrahmenstruktur durch die alleinige Übertragung von Routinemeldungen bestimmt wird und die maximale Länge der Zeitrahmenstruktur durch die Übertragung von Daten aller ortsbeweglichen Funkstellen an die Zentrale oder durch die Übertragung von individuellen .Daten der Zentrale an alle ortsbeweglichen Funkstellen bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohem Bedarf an Datentausch zwischen der Zentrale und wenigen ortsbeweglichen Funkstellen zusätzliche Kanäle zur Verfugung gestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbleiben einer Routinemeldung einer ortsbeweglichen Funkstelle automatisch Alarm gegeben wird.
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