DE3110542C2

DE3110542C2 - Richtfunksystem

Info

Publication number: DE3110542C2
Application number: DE19813110542
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(Grad.) 8031 Puchheim Hanni; Walter Ing.(grad.) 8134 Pöcking Strobelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1984-01-19
Also published as: DE3110542A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Richtfunksystem für eine Mehrzahl von digitalen Nachrichtenkanälen, die wortweise in einem Zeitmultiplexrahmen (R) vereinigt zur Übertragung über eine Richtfunkstrecke (I, II) einem radiofrequenten Träger in geeigneter Form aufmoduliert sind. Hierbei wird zur Erzielung einer gegen Fremdstörung weitgehend resistenten Signalübertragung unter Inkaufnahme einer erheblichen Einschränkung der Verkehrsleistung vorgeschlagen, sendeseitig wenigstens einen Nachrichtenkanal (K11 . . . K14, K11 . . . K13) mehrfach in geeignet verteilter Anordnung im Pulsrahmen vorzusehen und im Empfänger ( E ) diese Mehrfachübertragung im Rhythmus der ankommenden Pulsrahmen zur Ermittlung eines möglichst wenig gestörten bzw. ungestörten Signalwortes in einer Vergleichsschaltung ( V ) auszuwerten.

Description

angetastet wird und darüber hinaus auch empfangsseitig die Auswertung in einfacher Weise durch eine IVf ajoritätsentscheidung herbeigeführt werden kann.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der wenigstens eine Nachrichtenkanal im Pulsrahmen wenigstens dreimal mit einer auf den Pulsrahmen bezogenen gegenseitig unterschiedlichen Phase von ca. 120° vorgesehen. Die in der cmpfangsseitigen Vergleichsschaltung vorgenommene Signalwortauswertung dieses dreifachen Nachrichtenkanals erfolgt dabei, wie schon erwähnt durch Majoritätsentscheid.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform, bei dem das Richtfunksystem wenigstens z«.vei getrennte, jedoch pulsrahmensynchrone bzw. -plesiochrone Übertragungswege aufweist, ist der wenigstens ei ':achrichtenkanal im Pulsrahmen jedes der beider, .,bertragungswege wenigstens zweimal vorgesehen. Die in der empfangsseitigen Vergleichsschaltung vorgenommene Signalwortauswerlung erfolgt hie^rl -:i in einem ersten Schritt durch einen paarw-.en. jeweils auf einen Übertragungsweg bezogenen ^l^nalwortvergleich, an den sich im Bedarfsfalle in einem zweiten Schritt paarweise jeweils auf verschiedene Übertragungswege bezogene Signaiwortvergleiche anschließen können.

In diesem Falle ist es zweckmäßig, die gegenseitige Phase des wenigstens einen im Pulsrahmen jedes Übertragungsweges zweifach vorhandenen Nachrichtenkanals ca. 90^c betragen zu lassen.

Eine zusatzliche Verbesserung der Störresistenz gegenüber synchronen Störern läßt sich in vorteilhafter Weise noch dadurch herbeiführen, daß jeweils ein Signalwort des einen im Pulsrahmen mehrfach vorhandenen Nachrichtenkanals sowohl in Normallage als auch in Kehrlage seiner Bits übertragen wird.

In dem Falle, in dem die Störeinwirkung eines Fremdstörers ein Ausmaß erreicht, daß in der empfangsseitigen Vergleichsschaltung öfter keine gleichen Wortpaare erkannt werden können, ist es zweckmäßig, wenn sich die Vergleichsschaltung bei der Ermittlung eines möglichst wenig gestörten bzw. ungestörten oignalwortes des wenigstens einen im Pulsrahmen mehrfach vorhandenen Nachrichtenkanals auf die Auswertung von dessen höherwertigen Bits beschränkt.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten

F i g. 1 das Blockschaltbild eines digiialen Richtfunksystems, das mit einer Zusatzeinrichtung für störresistenten Betrieb nach der Erfindung ausgerüstet ist.

F i g. 2 das Blockschaltbild nach F i g. i näher erläuternde Zeitdiagramme.

Fig. 3 ein weiteres Zeitdiagramm für einen störresistenten Betrieb eines Richtfunksystems, das im Unterschied zum Riciitfunksystem nach F i g. 1 lediglich einen Übertragungsweg aufweist.

Das in F i g. 1 dargestellte Richtfunksystem arbeitet mit zwei Übertragungswegen I und II. Die Sendeeinrichtung S weist hierbei zwei Sender 51 und S 2 auf. denen jeweils über einen Multiplexer MUX1 und MUX2 die zu einem Pulsrahmen vereinigten Nachrichtenkanäle am Modulationseingang nigeführt werden. Üblicherweise sind den Eingängen der Multiplexer MUX \ und MUX2 zu übertragende Signale der einzelnen Nachrichtenkanäle über Analog-Digitalwandler unmittelbar zugeführt. Zur Mehrfachübertragung des wenigstens einen Nachrichtenkanals, und zwar jeweils zweifach im Pubrahmen eines Übertragungsweges, ist dessen Analog-Digilalwandler A/Dem Speicher

5ϊ 5p nachgeschaltel, dessen Ausgang mit jeweils zwei Eingängen der Multiplexer MUXt und MUX 2 in Verbindung steht. Wie die Sendeeinrichtung ^£ nach F i g. 1 zeigt, bestehen diese Verbindungen vom Ausgang des Speichers Sp pro Multiplexer einmal unmittelbar und zum anderen Mal über ein Vorwärts-Rückwärts-Register V/R-Rcg. Mittels dieser Register wird das jeweils im Speicher Sp vorhandene Signalwort in Vorwärtsrichtung in das Register eingelesen und vom jeweiligen Multiplexer in Rückwärtsrichtung ausgelesen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der jeweils zweimai im Pulsrahmen eines Übertragungsweges vorhandene Nachrichtenkanal das Signalwort einmal in Normallage seiner Bits und einmal in Kehrlage seiner Bits enthält. Wie schon erwähnt, ergeben sich hierdurch Vorteile gegenüber synchronen Störern.

In der Empfangseinrichtung _£ werden die auf den Übertragungswegen I und II ankommenden radiofrequenten Signale den Empfängern Ei unc E2 zugeführt, in denen das ursprünglich den Sendern 51 und 52 zugeführte zeitmultiplexe Modulatio-.issignal zurückgewonnen wird. Die Aufteilung in die einz·:' en Nachrichtenkanäle erfolgt dann in dti, sich an die Empfänger E1 und £2 anschließenden Demultiplexern DEMUX1 und DEMUX 2. Die N'achrichtenkanalausgänge dieser Demultiplce¹-. die dem mehrfach übertragenen Nachrichtenkanal ngeordnet sind, werden ausgargsseitig wiederum über Speicher Sp entsprechenden Eingängen e 11 ... e 14 einer Vergleichsschaltung V zugeführt, die ein möglichst wenig gestörtes bzw. ungestörtes Signaiwort ermittelt und dieses anschließend dem ihr nachgeschalteten Digital-Analogwandler D/A zuführt.

Wie die Empfangsschaltung £ zeigt, ist zwischen dem Ausgang des jeweiligen Demulüplexers und dem Speicher Sp. in dem die Bits des Signalwortes des mehrfach übertragenen N&chrichtenkanals in invertierter Form auftreten, entsprechend der Sendeschaltung, ein Vorwärts-Rückwärts-Register V/R-Reg zwischengeschaltet, in dem die Inversion der Bits lückgängig gemacht wird. Die Speicher Spsind erforderlich, um tor Vergleichsschaltung den mehrfach übertragenen Nachricht _-nkanal zeitgleich zuführen zu können.

Die Vergleichsschaltung V weist den Multiplexer MUX auf. der im Zusammenwirken mit dem Vergleicher VR und der Steuerschaltung STR in einem ersten Schritt einen paarwessen Vergleich der jeweils auf einem Übertragungsweg empfangenen Signalworte de* pro Übertragungsweg zweifach übe-tragenen Nachrichtenkanals vornimmt. Lediglich dann, wenn dieser Vergleich keine Übereinstimmung bringt, werden in einem zweiten Schritt paarweise Signalworte miteinander vergleichen, die jeweils auf verschiedenen Übertragungswegen empfangen wurden. Bei der ersten Feststr'iung zweier gleicher Signalworte wird eines hiervon d-"rr> Ausgang zugeführt. Wird auch im Rahmen des zweiten Schritte: kein gleiches Signalwort ermittelt, dann können in weiterer, Schritten die Vergleiche unter Verzicht auf das niedrigstwertige bzw. die niedrigstwertigen Bits wiederholt werden.

Die Diagramme in Fig. 2 zeigen den Signalverlauf hinsiqht!ic!i des einen mehrfach übertragenen Nachrichtenkanals an den Ausgängen al und a 2 der Multiplexer MUX1 und MUX 2 der Sendeschaltung 5sowie an den Eingängen eil ... el4 der VergleichsschaliUiig Kauf seilen der Empfangsschaltung E In jedem Pulsrahmen R wird der wenigstens eine Nachrichtenübertragungskanal KH ... K i4 zweimal übertragen. Die Bezeichnungen K 13 und K 14 des Nachrichtenkanals zeigen an.

daß hier das Signalworl hinsichtlich seiner Bits invertiert ist. Um es einem Impulsstorer möglichst zu erschweren, sämtliche Kanäle K 11... K14 gleichzeitig zu stören, Weisen diese im Pulsrahmen R gegenseitig einen auf den Pulsrahmen bezogenen. Phasenunterschied von ca. 90° auf. Auf der Empfangsseite erscheinen die mit der gleichen Nachricht belegten Kanäle K 1 1 bis K14 an den Eingängen e 11... e 14 der Vergleichsschaltung Vzeitparallel. Auch haben hier alle Signaiworte des wenigstens einen Nachrichtenkanals K i ί... K14 wiederum Normalbitlage.
Bei einem Richtfunksystem, das lediglich einen Übertragungsweg aufweist, kommen die gleichen Zusatzeinrichtungen in Anwendung, wie bei dem zwei Übertragungswege I und II aufweisenden Richtfunksystem nach Fig. J. Um eine Majoritätsenlscheidung j herbeiführen zu können, ist es in diesem Falle jedoch erforderlich, wie das im Zeitdiagramm der Fig.3 verdeutlicht ist im Pulsrahmen Aden wenigstens einen Nachrichtenübertragungskanal Kit ... K\Z wenigstens dreifach zu übertragen. Die den gleichen Nachrichteninhalt aufweisenden Kanäle haben bezogen auf den Pulsrahmen hierbei jeweils einen gegenseitigen Phasenunterschied von 120°.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

31 10 54' Patentansprüche:

1. Richtfunksystem für eine Mehrzahl von digitalen Nachrichtenkanälen, die wortweise in einem Zeitmultiplexrahmen vereinigt zur Übertragung über eine Richtfunkstrecke einem radiofrequenten Träger in geeigneter Form aufmoduüert sind, dadurch gekennzeichnet, daß sendeseitig wenigstens ein Nachrichtenkanal (KU ... K14, K11 ... K 13) mehrfach in geeignet verteilter Anordnung im Pulsrahmen (R) vorgesehen ist, daß ferner im Empfänger diese Mehrfachübertragung im Rhythmus der ankommenden Pulsrahmen zur Ermittlung eines möglichst wenig gestörten bzw. ungestörten Signalwortes in einer Vergleichsschaltung (STR, MUX, VR) ausgewertet ist, und daß die Vergleichsschaltung nur jeweils dieses ermittelte Signaiwort der nachfolgenden Dekodiereinrichtung (D/A) zuführt

2. Richtfur.isystem nach Anspruch 1, dadu ' gekennzeichnet, daß der wenigstens eine Nachnu. tenkanal (Kit ... KiS) im Pulsrahmen (R) wenigstens dreimal mit einer auf den Pulsrahmen bezogenen gegenseitig unterschiedlichen Phase von ca. 120° vorgesehen ist und daß die in der empfangsseitigen Vergleichsschaltung (V) vorgenommene Signaiwortauswertung dieses dreifachen Nachrichtenkanals durch Majoritätsentscheid erfolgt

3. Richtfunksystem mit wenigstens zwei getrennten, jedoch pulsrahmensynchronen bzw. -plesiochronen Übertragungswegen (I, Π) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ßi.-r wenigstens eine Nachrichtenkanal (KiX ...KU/\m Pulsrahmen (R) jedes der beiden Übertragungsvege wenigstens zweimal vorgesehen ist und daß die in der empfangsseitigen Vergleichsschaltung (STR, MUX VR) vorgenommene Signaiwortauswertung in einem ersten Schritt durch einen paarweisen jeweils auf einen Übertragungsweg bezogenen Signalwortvergleich (K U/K 13, K X2/K14) erfolgt an den sich im Bedarfsfalle in einem zweiten Schritt paarweise jeweils auf verschiedene Übertragungswege bezogene Signnlwortvergleicbe (K U/K 12, Kl3/Ki4, K 1UK 14. K WK 12) anschließen.

4. Richtfunksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Phase des wenigstens einen im Pulsrahmen (R) jedes Übertragungsweges (I, II) zweifach vorhandenen Nachrichtenkanals (K U ... K 14)ca.90° beträgt.

5. Richtfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalwort des einen im Pulsrahmen (R) mehrfach vorhandenen Nachrichtenkanals (K 11... K 14, K11

K \~K\ Qownhl in Mnrmallaap als aurh in ICphrlaerf»

seiner Bits übertragen ist.

6. Richtfunksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsschaltung (V) bei der Ermittlung eines möglichst wenig gestörten bzw. ungestörten Signafwortes des wenigstens einen im Pulsrahmen (R) mehrfach vorhandenen Nachrichtenkanals (K 11... K 14, KU ... K13) die Auswertung auf dessen höherwertige Bits beschränkt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Richtfunksystem für eine Mehrzahl von digitalen Nachrichtenkanälen, die wortweise in einem Zeitmuitiplexrahmen vereinigt zur Übertragung über eine Richtfunkstrecke einem radiofrequenten Träger in geeigneter Form aufmoduliert sind.

Richtfunksysteme dieser Art sinil beispielsweise durch die Literaturstelle NEC Research and Development 1978, VoL 48, Seiten 18 bis 27 bekannt Sie eignen

ίο sich sowohl für den stationären als auch für den mobilen Einsatz und erfordern im Bedarfsfalle Maßnahmen zur Resistenz gegenüber gezielten Fremdstörern.

Die Fortschritte in der Hochfrequenz-Leistungselektronik lassen erwarten, daß in Zunkunft auch relativ weit njj von einem Störsender verlaufende Richtfunkstrekken wirksam gestört werden können. Mit Pulscodemodulation arbeitende Übertragungsstrecken sind hier besonders gefährdet da bereits bei Zerstörung von 5% zufällig getroffener Bits die empiangsseitig zur'xkgewonnene Sprache praktisch unverständlich wird. Mit anderen Worten können also sehr effektive, z. B. aus der' Radartechnik abgeleitete Impulsstörer mit Tastverhältnissen bis herab zu 1 :20 mit Erfolg eingesetzt werden. Gelingt es dabei dem Störer, synchron immer das

hochwertigste Bit eines Codewortes eines Übertragungskanals zu stören, so kann bei gleichem Erfolg das Tastverhältnis auf unter 1 :200 reduziert werden.

Ais Maßnahmen zLr Erhöhung der Störresistanz solcher digitalen Richtfunkstrecken kommt eine Erhöhung der Sendeleistung und/oder die Verwendung von Antennen mit wesentlich besserer Bündelung und drastisch verkleinerten Nebenzipfeln in Frage. Weiterhin ist es durch die Literaturstelle DE-AS 12 88 656 Spalte 1, Zeilen 38 bis 40 bekannt, zur Erhöhung der Störsicherheit die Information gleichzeitig auf verschiedenen Frequenzkanälen zu übertragen. Alle diese Maßnahmen bedingen jedoch einen erheblichen technischen Mehraufwand, der auch im Hinblick auf den im allgemeinen ja ungestörten Betrieb nicht gerechtfertigt erscheint

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Richtfunksystem der einleitend beschriebenen Art eine Lösung für einen störresistenten Betrieb anzugeben, die mit einem Minimum an technischem Zusatzaufwand oiicLr^immt

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Richtfunksystem für eine Mehrzahl von digitalen Nachrichtenkanälen dadurch gelöst, daß sendeseitig wenigstens ein Nachrichtenkanal mehrfach in geeignet verteilter Anordnung im Pulsrahmen vorgesehen ist, daß ferner i/n Empfänger diese Mehrfachübertragung im Rhythmus der ankommenden Pulsrahmen zur Ermittlung eines möglichst wenig gestörten bzw. ungestörten Signalwortes in einer Vergleichsschaltung ausgewertet ist und daß die Vergleichsschaltung nur jeweils dieses

olti/strt

n^Uinl.rarrAon V\t*r*nAtα**λΐη

richtung zuführt.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Falle einer intensiven Fremdstöning eine erhebliche Einschränkung der Verkehrsleistung in Kauf genommen werden kann, sofern hierdurch eine gegen diese Fremdstörung resistente Übertragung eines oder weniger Nachrichtenkanäle gewährleistet wird. Die Realisierung für eine solche Mehrfachübertragung wenigstens eines Nachrichtenkanals in geeignet verteilter Anordnung im Pulsrahmen erfordert sende- und empfangsseitig nur einen geringen Zusatzaufwand, weil hierdurch die Rahmengrundstruktur des Systems nicht