DE2952158A1 - Funk-nachrichtenuebertragungsverfahren mit begrenzten, insbesondere sehr kurzen sendezeiten und empfaenger hierfuer - Google Patents

Description

• Funk-Nachrichtenübertragungsverfahren mit begrenzten,
• insbesondere sehr kurzen Sendezeiten und Empfänger hierfür Die Erfindung betrifft ein Funk-Nachrichtenübertragungsverfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.
• Ein solches System zur drahtlosen Ubermittlung von Nachrichten wird insbesondere dort benötigt, wo die Nachrichtenübertragung sich in so kurzer Zeit abspielen soll, daß beliebige Empfangsstationen die Nachricht zumindest mit großer Wahrscheinlichkeit nicht auffassen können. Die Nachricht besteht dabei aus einigen binären Telegraphie zeichen, und vor der Nachricht wird zum Zwecke der Voreinstellung der Auswerteeinrichtung ein Vorsignal gesendet.
• Ein solches System ist beispielsweise bekannt aus der DE-PS 978 062.
• Um ;;cherzugehen, daß nicht irgendwelche Störsignale das . swertegerät auslösen können, wird bei dem bekannten System unter anderem geprüft, ob innerhalb eines gegenüber der Regelzeitkonstanten des Empfängers kleinen Zeitbereichs, dessen zeitliche tage vom Beginn der Ubertragung der Nachricht und der Solldauer der Nachricht abhängt, im Empfangskanal eine gegenüber einem Sollwert größere Pegelverringerung auftritt. Beim Auftritt einer solchen größeren Pegelverringerulg wird geprüft, ob die Dauer der empfangenen Nachricht, d. h. die Zeit vom Beginn der Nachricht bis zum Pegelsprung, der vorbestimmten Solldauer entspricht. Ist dies der Fall, so wird die empfangene Nachricht in einer Auswerteeinrichtung ausgewertet; ist dies nicht der Fall, so wird die empfangene Nachricht entweder verworfen oder nach Auswertung durch die genannte Einrichtung mit einer speziellen Kennung, z. B. Rotdruck, ausgegeben.
• Nachteilig an diesem bekannten System ist, daß die Detektion des Pegelsprungs bei Störungen des Ubertragungskanals, insbesondere z. B. bei Selektivschwund am Ende der übertragenen Nachricht unter Umständen nicht erfolgt, was in der Praxis den Verlust von Nachrichten bedeutet.
• Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein demgegenüber verbessertes Nachrichtenübertragungssystem anzugeben, welches eine zuverlässige Erkennung von für die Empfangsstation bestimmten Nachrichten auch bei relativ ungünstigen Ubertragungsverhältnissen ermöglicht und darüber hinaus noch vorteilhaft geeignet ist zur verbesserten Entzerrung von gestörten Signalen.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
• Die verwendeten Testfolgen sind aus einer Reihe von Telegraphieschritten aufgebaut und sind in ihrer Länge und der einzelnen Bitfolge auf optimale Korrelierbarkeit und Störsicherheit abzustimmen.
• Durch das erfindungsgemäße Ubertragungsverfahren wird die Auslösung der empfangsseitigen Auswerteeinrichtung durch nicht für die Empfangsstation bestimmte Ubeftragungen oder durch Störsignale nahezu ausgeschlossen, da einerseits das Ansprechen der Korrelationseinrichtung auf HF-Signale, die nicht der Bitfolge der Testfolgen entsprechen, und andererseits das zweimalige Ansprechen der Eorrelationseinrichtung in einem mit der Solldauer der Nachricht übereinstimmenden zeitlichen Abstand äußerst unwahrscheinlich ist. Des weiteren bewirkt das zusätzliche Abstrahlen der Testfolgen in der erfindungsgemäßen Weise und die empfangsseitige Korrelation eine qualitative Selektion der einfallenden Signale. Wenn die Ubertragungsqualität des Kanals so stark vermindert ist, daß bei einer für die Empfangsstation bestimmten Übertragung empfangsseitig die Test folgen nicht erkannt werden können, wäre bei der Auswertung der zwischen den Testfolgen übertragenen Nachricht auch die Gefahr der Falschauswertung vorhanden. Da in einem solchen Fall durch die starke Störung auch die Testfolgen nicht erkannt werden, kommt die Nachricht nicht zur Auswertung und wird verworfen. Zur Voreinstellung der empfangsseitigen Einrichtung wird vor der ersten Testfolge zweckmäßigerweise ein Vorsignal, wie auch bei dem bekannten Verfahren, abgestrahlt.
• Es ist prinzipiell möglich, die Testfolgen vor und nach der Nachricht unterschiedlich aufzubauen, womit Testfolgen vor und nach einer Nachricht unterschieden werden können.
• Da jedoch, wie oben erwähnt, die Wahrscheinlichkeit für das Erkennen zweier Test folgen in genau dem vorbestimmten zei' ichen Abstand äußerst unwahrscheinlich ist, ist es hinsichtlich des wesentlich einfacheren Aufbaus auf Sende-und Empfangsseite bedeutend günstiger die Testfolgen gleich zu gestalten.
• Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und mit Hilfe der Abbildungen noch näher erläutert. Dabei zeigen FIG. 1 die für das Verständnis der Erfindung notwendigen grundsätzlichen funktionellen Bauteile auf der Empfangsseite, FIG. 2 eine vorteilhafte Ausführung einer Korrelationseinrichtung zur Erkennung der Testfolgen.
• Die von der Antenne aufgenommenen Schwingungen werden auf dem Eingangsteil der empfangsseitigen Einrichtungen geleitet, wo sie beispielsweise verstärkt gefiltert und in der Frequenz umgesetzt werden (FIG. 1). Die derart vorverarbeiteten Signale werden zum einen auf eine Korrelationseinrichtung K und zum andern auf eine Auswerteeinrichtung A weitergeleitet. In der Korrelationseinrichtung E wird geprüft, ob innerhalb der empfangenen Bitserie eine mit der erwarteten Test folgte übereinstimmende Folge enthalten ist. Wird eine solche Testfolge erkannt, so gibt die Korrelationseinrichtung E einen Impuls auf den nachgeschalteten Zeitkomparator Z und löst damit beispielsweise einen auf die vorbestimmte Solldauer der Nachricht abgestimmten Zeitkreis aus. In der Auswerteeinrichtung A werden zwischenzeitlich die gesamten eingefallenen Signale zwischengespeicnert. Wenn mit Ablauf der vorbestimmten Solldauer der Nachricht ein zweiter, die Erkennung einer Testfolge signalisierender Impuls durch die Korrelationseinrichtung gegeben wird, startet seinerseits der Zeitkomparator Z die Auswerteeinrichtung, welche nunmehr die zwischengespeicherten Signale in vorgegebener Weise auswertet und an eine Auswerteeinheit, beispielsweise einen Drucker, weiterleitet. Gelangt zum Ablauf der durch den Aufbau des Zeitkreises festgelegten Solldauer der Nachricht kein zweiter Impuls von der Korrelationseinrichtung zum Zeitkomparator, so werden die in der Auswerteeinrichtung zwischengespeicherten Informationen nicht ausgewertet und verworfen.
• FIG. 2 zeigt ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für eine vorstehend erwähnte Korrelationseinrichtung. Die vom Eingangsteil der Empfangseinrichtungen abgegebenen Signale gelangen nun hierbei auf einen Quadraturdemodulator Q, der die Signale in bekannter Weise auf einen Sinuskanal und einen Cosinuskanal aufteilt. Diesen Kanälen werden unter Beachtung des Abtasttheorems in regelmäßigen Zeitabständen Sample-Proben entnommen und auf ein jeden Kanal für sich zugeordnetes getaktetes Schieberegister gegeben.
• Die Anzahl der Zellen des Schieberegisters ist dabei der Länge der Testfolge entsprechend oder größer zu wählen, um eine optimale Korrelation zu erreichen. Jedem der Ausgänge der Schieberegister ist jeweils ein bewertendes Glied B zugeordnet. Diese bewertenden Glieder B gewichten den Inhalt des Schieberegisters für die nachfolgende Summation im Summierglied S so, daß beim Vorliegen einer Testfolge ein optimal komprimiert er Impuls am Ausgang des Summierglieds abgenommen werden kann. Die derart aufgebauten Kompressionsfilter KF sind im Sinuskanal und im Cosinuskanal gleich. Die Abtastung zur Gewinnung der Sample-Werte erfolgt vorteilhafterweise im Basisband. Es ist grundsätzlich auch möglich, die beiden Schieberegister zu einen Register zusammenzufassen. Um die gleichen Korrelationsmöglichkeiten zu haben, muß dieses dann jedoch die doppelte Länge aufweisen, was einen erheblichen Mehraufwand bedeutet.
• Di komprimiertc Impulse werden durch einen Multiplexer MUX auf einen Multiplizierer M zum Quadrieren der einzelnen Werte weitergeleitet. Von hier gelangen die quadriertern Werte auf ein weiteres getaktetes Schieberegister SR.
• Die Ausgange der Zellen dieses Schieberegisters sind mit lauter gleichen Gewichten versehen und in einem weiteren Summierglied > zusammengefaLst. Die Zahl der Zellen dieses weiteren Schieberegisters SR ist so groß zu wählen, daß mindestens die der Länge eines Telegraphieschrittes entsprechenden komprimierten Impulse zusanmengefaßt werden. Die am Ausgang des Summiergliedes, anliegende Quadratsumme wird in einem Amplitudenkomparator AK mit der mittleren Signalamplitude 2 verglichen. Übersteigt die Quadratsumme die mittlere Amplitude, so wird dies als Vorliegen von einer estfoige entsprechenden Abtastwerten in den Xompressionsfiltern gewertet und der Amplitudenkomparator gibt eine:i Impuls an den Zeitkomparator. Die spezielle Gewinnung der mittleren Signalamplitude U ist in diesem Zusammenhang von untergeordneter Bedeutung und daher nicht näher ausgeführt.
• Eine den vorstehend beschriebenen Kompressionsfiltern ähnlich aufgebaute Schaltung zur Erkennung von Testfolgen ist bekannt aus der DE-OS 26 55 598. Daraus und aus der DE-OS 26 53 970 ist ;ekanr,t, solche Testfolgen bei der Telegraphieübertragung zur Ermittlung der aktuellen Impulsantwort des Übertragtuigskanals heranzuziehen und damit eine Adaption der Entzerrer-Filterparameter in der Auswerteeinrichtung an diese Impulsantwort vorzunehmen.
• Dieses Vorgehen ist nun vorteilhafterweise mit den bei dem erfindungsgemäßen Übertragungsverfahren empfangenen Testfolgen gleichermaßen möglich. Die Einrichtungen hierfür können in der Korrelationseinrichtung K oder der Auswerteeinrichtung A integriert sein.
• Bei Erkennen einer Testfolge wird in diesem Fall nicht nur der Zeitkomparator Z gestartet, sondern gleichzeitig eine Ermittlung der Filterparameter vorgenommen. Dies ist in FIG. 1 symbolisiert durch den Pfeil von der Korrelationseinrichtung K zur Auswerteeinrichtung A.
• Anstelle der im einzelnen beschriebenen Bestandteile des in FIG. 2 dargestellten Ausführungsbeispiels für eine Korrelationseinrichtung kann die Erkennung der Testfolgen selbstverständlich auch in einem in Echtzeit arbeitenden Rechenwerk vorgenommen werden, wenn dieses die erforderliche Rechengeschwindigkeit aufzubringen vermag.

Claims (10)

1. Patentansprüche 0. Funk-Nachrichtenübertragungsverfahren mit begrenzten - insbesondere sehr kurzen - Sendezeiten, bei dem sendeseitig ein Träger nur während der Dauer der Nachrichtenübermittlung ausgestrahlt wird und bei dem die zu übertragende Nachricht eine vorbestimmte Dauer hat, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig direkt vor und nach der Nachricht Je eine Testfolge abgestrahlt wird, und daß empfangsseitig geprüft wird, ob der zeitliche Abstand zwischen zwei nacheinander empfangenen Test folgen der Solldauer der Nachricht entspricht.
2. 2. Verfahren nacn Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Testfolgen gleich sind.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen zwei Testfolgen empfangene Signal nur dann als Nachricht bewertet und entsprechend ausgewertet wird, wenn der zeitliche Abstand zwischen den Testfolgen mit der Solldauer der Nachricht übereinstimst.
4. 4. Empfänger zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Korrelationseinrichtung (K) zum Erkennen der Testfolgen, einen Zeitkomparator (Z), der die Zeit zwischen zwei Testfolgen mit der Solldauer der Nachricht vergleicht, und eine Auswerteeinrichtung (A) zur Verarbeitung der übertragenen Nachricht.
5. 5. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelationseinrichtung mindestens ein auf die zu erkennende Testfolge abgestimmtes Kompressionsfilter (KF) enthält.
6. 6. Empfänger nach Anspruch 4 und 5, gekennzeichnet durch einen Quadraturdemodulator (Q), der das Signal in einen Sinus- und einen Cosinuskanal aufteilt, und durch je ein Kompressionsfilter in den beiden Kanälen, wobei die beiden Kompressionsfilter gleich aufgebaut sind.
7. 7. Empfänger nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kompressionsfilter als getaktetes Schieberegister mit einer der Länge der Testfolge entsprechenden Anzahl von Zellen, deren Ausgänge über der Testfolge angepaßte bewertende Glieder (B) in einem Summiergiied (S) zusammengefaßt werden, ausgebildet ist.
8. 8. Empfänger naz1« Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet daß die Korrelationseinrichtung Mittel enthält, welche die Quadratsumme aus mehreren aufeinanderfolgenden komprimierten Impulsen bilden.
9. 9. Empfänger nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Amplitudenkomparator (alk), der dann, wenn die Quadratsumme die mittlere Signalamplitude übersteigt, einen Impuls an den Zeitkomparator (Z) abgibt.
10. 10. Empfänger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrelationseinrichtung ein in Echtzeit arbeitendes Rechenwerk ist.