DE3138318A1

DE3138318A1 - INTEGRATED MULTIFUNCTIONAL SYSTEM FOR IDENTIFICATION, NAVIGATION, TRAFFIC CONTROL, PREVENTION OF CRASHES AND MESSAGE TRANSMISSION

Info

Publication number: DE3138318A1
Application number: DE19813138318
Authority: DE
Inventors: Ljubimko Paris Milosevic
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1980-09-26
Filing date: 1981-09-25
Publication date: 1986-06-26
Also published as: BE890478A; NL8104417A; IT1144867B; FR2571151A1; GB2164822A; GB2164822B; IT8168213A0

Description

Integriertes Multifunktionssystem für die Identifizierung, Navigation, Verkehrskontrolle, Verhinderung von Zusammenstößen und Nachrichtenübermittlung Integrated multifunctional system for identification, navigation, traffic control, collision prevention and messaging

Die Erfindung betrifft ein integriertes Multifunktionssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to an integrated multifunctional system according to the preamble of claim 1.

Bereits seit einigen Jahren besteht ein Bedürfnis für ein integriertes Multifunktionssystem dieser Art, das eine relativ wirtschaftliche Lösung darstellt und eine ausreichend große Verarbeitungskapazität für die verschiedenen Punktionen hat, die für die Führung eines Luft-, Land- oder Seefahrzeuges von seinem Abgangsort bis zu seinem Bestimmungsort und die Ausführung des ihm übertragenen Auftrages notwendig sind. So wird etwa ein Luftfahrzeug vom Verlassen seines Stationierungsflughafens bis zu seiner Landung auf einem anderen Stationierungsflughafen geführt, wobei das System bei allen Aufgaben, die sich zwischen diesen beiden Zeitpunkten stellen, beteiligt ist. Diese Aufgaben, von denen die wichtigsten in der Bezeichnung des vorliegenden Vorschlages angegeben sind_s werden durch bereits existierende und arbeitende Systeme erfüllt. Hierzu gehören etwa die Primärradaranlagen zur Feststellung eines sich in dem von seiner Antenne überwachten Luftraum bewegenden Flugkörpers oder Fahrzeuges, die Sekundärradaranlagen, die nach einem gegebenen Code ein mit einem Antwortgeber ausgestattetes Flugzeug bezüglich seiner Identität und seiner Höhe abfragen, die Peilanlagen zur Ortung von Luftfahrzeugen und sämtliche Navigationssysteme und Landehilfen. Alle diese Teilsysteme sind weitec_entwicklungsfähig und wurden in der Vergangenheit verbessert, jedoch zeigte sich, daß ihre Zusammenfassung zur Erfüllung der verschiedenen genannten Aufgaben wesentlich teuerer ist als ein integriertes Multifunktionssystem.For several years there has been a need for an integrated multifunctional system of this type that is a relatively economical solution and has a sufficiently large processing capacity for the various punctures required for guiding an air, land or sea vehicle from its place of departure to its destination and the execution of the order assigned to him is necessary. For example, an aircraft is guided from leaving its stationing airport to landing at another stationing airport, whereby the system is involved in all tasks that arise between these two points in time. These tasks, the most important of which are identified in the designation to the recommendation _s are met by existing and working systems. These include, for example, the primary radar systems for the detection of a missile or vehicle moving in the airspace monitored by its antenna, the secondary radar systems, which query an aircraft equipped with an answering device with regard to its identity and altitude according to a given code, the direction finding systems for the location of aircraft and all navigation systems and landing aids. All of these subsystems can be further developed and have been improved in the past, but it has been shown that combining them to fulfill the various tasks mentioned is significantly more expensive than an integrated multifunctional system.

Ein integriertes Multifunktionssystem stellt folglich eine vorteilhafte Lösung des gestellten komplexen Problemes dar, erleichtert nämlich die Kommunikation und die Auslegung der Schnittstellen sowie den Austausch der Geräte und Funktionsgruppen und gestattet die sequentielle Organisation der Verarbeitung zur völligen oder zumindest besseren Auslastung der Geräte und zur Umstellung des Systems durch Änderung der Hierarchie der Punktionen entsprechend dem oder den jeweiligen Plugaufträgen und Plugphasen.An integrated multifunctional system therefore represents an advantageous solution to the complex problem posed, namely facilitates the communication and the design of the interfaces as well as the exchange of the devices and functional groups and allows the sequential organization of the processing for full or at least better utilization of the equipment and for conversion of the system by changing the Hierarchy of punctures according to the respective plug orders and plug phases.

Bei integrierten Multifunktionssystemen erfolgt der Informationsaustausch zwischen dem Boden und den Plugkörpern oder zwischen den Plugkörpern untereinander generell mittels kodierter Signale gleichen Aufbaus, also unabhängig von der jeweils aktuellen Punktion,und die übertragenen Nachrichten sind zeitlich versetzt, unterschiedlich kodiert und werden auf verschiedenen Frequenzen übertragen, wobei die Sendefrequenzen über ein großes Frequenzband verteilt sind. Selbstverständlich sind sowohl am Boden als auch an Bord des Fahrzeuges Einrichtungen vorhanden, die eine exakte Synchronisation der verschiedenen Elemente des Systems bei der Realisierung der unterschiedlichen, von ihm erfüllten Punktionen gewährleisten.In the case of integrated multifunctional systems, information is exchanged between the bottom and the plug bodies or between the plug bodies with one another generally by means of coded Signals have the same structure, i.e. independent of each current puncture, and the messages transmitted are timed offset, coded differently and are transmitted on different frequencies, the transmission frequencies above a large frequency band are distributed. It goes without saying that there are facilities both on the ground and on board the vehicle available, which ensures an exact synchronization of the various elements of the system in the implementation of the different, ensure punctures fulfilled by it.

Zum Stand der Technik kann auf das diesseits entwickelte System "Sintac 1" verwiesen werden, bei welchem es sich um ein integriertes Multifunktionssystem handelt, das die Aufgaben der Identifizierung, der Navigation, der Verkehrskontrolle, der Vermeidung von Zusammenstößen und der Nachrichtenübermittlung erfüllt und bei dem die gesendeten Nachrichten oder Informationen zeitlich, nach Code und Frequenz in Wiederholperioden vorgegebener Dauer gesendet werden, wobei eine solche Wiederholperiode als Grundwiederholperiode bezeichnet wird, oder in Wiederholperioden gesendet wird, deren Länge ein Untervielfaches der Grundwiederholperiode ist. Die übertragenen Nachrichten haben alle den gleichen Aufbau und umfassen im wesentlichen dieWith regard to the state of the art, reference can be made to the "Sintac 1" system developed here, which is an integrated one Multifunctional system that performs the tasks of identification, navigation, traffic control, the Avoiding collisions and messaging met and in which the messages or information sent be sent temporally, according to code and frequency in repetition periods of predetermined duration, such a repetition period is referred to as the basic repetition period, or is sent in repetition periods, the length of which is a sub-multiple of Is the basic repetition period. The messages transmitted all have the same structure and essentially comprise the

beiden folgenden Teile: eine sogenannte Präambel oder Startsequenz, die zur Akquisition, also zum Aufnehmen und Erkennen der Nachricht sowie ihrer Synchronisierung dient; einen sogenannten Text j der die Information der zu übertragenden Nachricht enthält.the following two parts: a so-called preamble or start sequence, which is used for acquisition, i.e. for recording and recognizing the message and synchronizing it; a so-called Text j containing the information about the message to be transmitted.

Die Startsequenz besteht aus einer gewissen Anzahl von Impulsen, von denen jeder nach einer Gesetzmäßigkeit kodiert ist, die pseudozufällig sein kann und deren zeitliche Verteilung ebenfalls einem Pseudozufallsgesetz folgen kann. Durch Korrelation einerseits der Impulse und andererseits ihrer Aufeinanderfolge in der Startsequenz erfolgt die Akquisition und Synchronisation der Startsequenz.The start sequence consists of a certain number of impulses, each of which is coded according to a law, the can be pseudo-random and their temporal distribution can also follow a pseudo-random law. By correlation On the one hand, the pulses and, on the other hand, their succession in the start sequence, the acquisition and synchronization takes place the start sequence.

Die Entscheidung über das Eintreffen der Startsequenz und folglich über ihre Akquisition kann nicht aufgrund eines einzelnen Impulses erfolgen. Die Startsequenz muß folglich eine bestimmte Anzahl von Impulsen auf einer oder mehreren, im voraus bekannten Frequenzen umfassen, die sich von einer Wiederholperiode zur nächsten in ebenfalls im voraus bekannter Weise hinsichtlich des Codes, der Frequenz und der zeitlichen Verteilung ändern. Diese Änderung der Frequenz, des Codes und der relativen zeitlichen Stellung der Impulse erfolgt wie bereits erwähnt nach einem Pseudozufallsgesetz, das eine eindeutige Korrelation der Startsequenz ermöglicht. Diese pseudozufällige Modulation geschieht relativ schmalbandig. Bei einer unter der Bezeichnung "Sintac 2" bekannten, diesseitigen Weiterentwicklung des bereits genannten Systems besteht beispielsweise der Code aus 32 Impulsen (chips), wobei jeder Impuls 0,2 Mikrosekunden entsprechend einer Dispersionsbandbreite von 5 MHz hat.The decision about the arrival of the start sequence and consequently their acquisition cannot be done on the basis of a single impulse. The start sequence must therefore be a specific one Number of pulses at one or more frequencies known in advance that differ from a repetition period to the next in a manner also known in advance with regard to the code, the frequency and the time distribution. As already mentioned, this change in the frequency, the code and the relative timing of the pulses takes place after a pseudo-random law that enables a clear correlation of the start sequence. This pseudo-random modulation happens relatively narrow band. In a further development of the already known under the name "Sintac 2" For example, the code consists of 32 pulses (chips), each pulse being 0.2 microseconds accordingly has a dispersion bandwidth of 5 MHz.

Der Text, der auf die Startsequenz folgt, setzt sich aus Impulsen gleichen Typs wie die zuvor genannten zusammen, wobei der Code und die Frequenz ebenfalls einer pseudozufälligen ÄnderungThe text that follows the start sequence is made up of pulses same type as those mentioned above, the code and the frequency also having a pseudo-random change

unterliegen, und in jedem Elementar-SendezeitIntervall mit Frequenzsprüngen in einem Frequenzband von beispielsweise 25O MHz Breite gesendet werden.Diese Impulse sind wie diejenigen der Startsequenz in der Weise moduliert, daß sich ein relativ schmalbandiges Spektrum ergibt.subject, and in each elementary airtime interval with Frequency hops are sent in a frequency band of, for example, 250 MHz width. These pulses are like those the start sequence is modulated in such a way that a relatively narrow-band spectrum is obtained.

Das Senden der Startsequenz auf mehreren Frequenzen, die auf das gesamte Arbeitsfrequenzgebiet des Systems verteilt sind, gestattet es bis zu einem gewissen Maße, Störungen auszuschalten, die beim Senden auf einer Festfrequenz nach Ermittlung dieser Frequenz möglich wären.Sending the start sequence on several frequencies that are distributed over the entire operating frequency range of the system is permitted it to a certain extent to switch off interference that occurs when transmitting on a fixed frequency after determining this Frequency would be possible.

Empfangsseitig ist es indessen notwendig, ebensoviele Empfänger vorzusehen wie Sendefrequenzen für die Startsequenz vorhanden sind, also beispielsweise 8, H₃ 2 oder einen Empfänger entsprechend der Leistungsfähigkeit des Systems und der damit korrespondierenden Empfangssicherheit.On the receiving side, however, it is necessary to provide as many receivers as there are transmission frequencies for the start sequence, for example 8, H ₃ 2 or a receiver according to the performance of the system and the corresponding reception reliability.

Nach der Akquisition der Startsequenz und folglich der Synchronisierung kann der Text mit einem einzigen Empfänger empfangen werden.After the acquisition of the start sequence and consequently the synchronization the text can be received with a single recipient.

Dieses integrierte System hat somit die Nachteile einer großen Zahl von in der Empfangsanlage notwendigen Empfängern und einer verhältnismäßig geringen Sicherheit gegenüber selektiven Störungen. This integrated system thus has the disadvantages of a large number of receivers and one required in the receiving system relatively low security against selective interference.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System der gattungsgemäßen Art zu schaffen, das mit einer geringeren Anzahl von Empfängern bei gleichzeitig hoher Störsicherheit auskommt.The invention is based on the object of providing a system of the generic To create a type that gets by with a smaller number of receivers with a high level of interference immunity at the same time.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegeben.The solution to this problem is given in the characterizing part of claim 1.

313831s313831s

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Systems nach der Erfindung.The subclaims relate to advantageous embodiments and further developments of the system according to the invention.

In der Zeichnung ist das System nach der Erfindung anhand beispielsweise gewählter Ausführungsformen und erläuternder Diagramme dargestellt. Es zeigt:In the drawing, the system according to the invention is illustrated by means of selected embodiments, for example Diagrams shown. It shows:

Fig. 1 die Form der Nachricht nach der Erfindung,Fig. 1 shows the form of the message according to the invention,

Fig. 2 eine Konfiguration des gleichzeitigen Empfangs einer Startsequenz und zweier ineinander verschachtelter Texte,2 shows a configuration of the simultaneous reception of a start sequence and two nested texts,

Fig. 3 die Aufteilung einer Grundwiederholperiode in drei Unterwiederholperioden,3 shows the division of a basic repetition period into three sub-repetition periods,

Fig. ²I eine Empfangsschaltung des Systems nach der Erfindung,Fig. ² I a receiving circuit of the system according to the invention,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einerFig. 5 shows another embodiment of a

Empfangsschaltung zum gleichzeitigen Empfang zweier Startsequenzen in zwei unterschiedlichen Kanälen, die auf zwei Unterbänder aufgeteilt sind,Reception circuit for the simultaneous reception of two start sequences in two different ones Channels that are divided into two sub-bands,

Fig. 6 eine Weiterbildung der Empfangsanlage nach Fig. 5 mit zwei Antennen,6 shows a further development of the receiving system according to FIG. 5 with two antennas,

Fig. 7 eine Weiterbildung der Empfangsanlage nach Fig. 5 mit Akquisition in vier Kanälen, die auf zwei Unterbänder verteilt sind, bei gleichzeitigem Empfang von zehn Texten,7 shows a further development of the receiving system according to Fig. 5 with acquisition in four channels that are distributed over two sub-bands, with simultaneous receipt of ten texts,

Fig. 8 eine Empfangsstation geringer Wichtigkeit, Fig. 9 eine vereinfachte Empfangsstation undFIG. 8 shows a receiving station of minor importance, FIG. 9 shows a simplified receiving station, and FIG

Fig. 10 eine stark vereinfachte Station, die nur eine einzige Startsequenz empfangen kann.10 shows a greatly simplified station which can only receive a single start sequence.

Wie einleitend bemerkt, zeichnet sich das Multifunktionssystem nach der Erfindung durch eine unterschiedliche Modulation der Impulse der Startsequenz und des Textes aus, und zwar zu dem Zweck, hauptsächlich für die Startsequenz eine geringe Anzahl von Empfängern zu verwenden, während die Anzahl der Empfänger für den Text durch die Kapazität der Station bestimmt ist, die mit dem System ausgerüstet ist.As mentioned in the introduction, the multifunctional system stands out according to the invention by a different modulation of the pulses of the start sequence and the text, namely to the Purpose to use a small number of receivers mainly for the start sequence, while the number of receivers for the text is determined by the capacity of the station equipped with the system.

Figur 1 zeigt schematisch die Form der Nachricht in dem integrierten System nach der Erfindung. Diese Nachricht umfaßt eine Startsequenz 1 mit einer Grobsynchronisation und einen Text 2 mit einer Feinsynchronisation 3· Die Startsequenz 1 besteht aus modulierten Impulsen mit einem sehr breitbandigen Spektrum, die auf Festfrequenzen entsprechend einem Pseudozufallsgesetz gesendet werden und zeitlich verteilt sind, welche Verteilung durch eine Unterwiederholperiode der Sendung definiert ist. Die Sendungen erfolgen wie beim Stand der Technik in Wiederholperioden, die die verwendeten Pseudozufallsgesetze definieren, mit dem Unterschied, daß nach dem vorliegenden Vorschlag lediglich der Empfang der Startsequenz die Länge der Grundwiederholperiode der Sendung bestimmt. Nach dem vorliegenden Vorschlag können und werden daher Wiederholperioden benutzt, die kürzer als diejenigen sind, die bei dem System nach dem Stand der Technik als Unterwiederholperioden bezeichnet werden, mit dem Vorteil, die Übertragungszeit besser auszunutzen und demzufolge die Kapazität des Systems zu erhöhen. Die Länge der Unterwiederholperioden hängt von der Geräteklasse des Systems ab, die u.a.Figure 1 shows schematically the form of the message in the integrated System according to the invention. This message comprises a start sequence 1 with a coarse synchronization and a text 2 with a fine synchronization 3 · The start sequence 1 consists of modulated pulses with a very broadband spectrum that are sent on fixed frequencies according to a pseudo-random law and are distributed over time, which distribution is defined by a sub-repetition period of the transmission. As in the prior art, the broadcasts are carried out in repetition periods that define the pseudo-random laws used, with the difference that, according to the present proposal, only the reception of the start sequence corresponds to the length of the basic repetition period of the broadcast. According to the present proposal, repetition periods which are shorter can and are therefore used than are what are referred to as sub-repetition periods in the prior art system, with the The advantage of making better use of the transmission time and consequently increasing the capacity of the system. The length of the sub-repeat periods depends on the device class of the system, which i.a.

durch die Reichweite definiert ist. Die Geräteklasse hängt darüber hinaus vom Umfang der Verarbeitungskapazität und von dem verwendeten Träger ab. Nach dem vorliegenden Vorschlag kann demnach fallweise mit unterschiedlichen Längen der Unterwiederholperiode entsprechend der gerade notwendigen Reichweite gearbeitet werden, wobei die Unterwiederholperiode in der Größenordnung von einem Drittel der Wiederholperiode des Standes der Technik ist.is defined by the range. The device class also depends on the extent of the processing capacity and on the carrier used. According to the present proposal, the sub-repetition period can therefore be of different lengths on a case-by-case basis can be worked according to the range required at the moment, with the sub-repetition period in the Is on the order of a third of the repetition period of the prior art.

Bei dem angegebenen Beispiel bestehen die Peinsynchronisation und der Text 2 ebenfalls aus modulierten Impulsen mit breitem Spektrum, jedoch stärker begrenzter Bandbreite, mit Frequenzsprüngen in jedem Abschnitt. Es ist jedoch möglich, die Feinsynchronisierung mit der Startsequenz zu übertragen, also mit der entsprechend größeren Bandbreite. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführung besteht die Startsequenz aus 12 Impulsen von 6,h Mikrosekunden bei 100 MHz Bandbreite, wobei die Elementarimpulse (oder chips) 10 ns haben. Sie sind aufgeteilt in zwei Gruppen 4 und 5 zu 6 Impulsen, bei einer Gesamtbandbreite von 200 MHz und mit einem Füllfaktor von insgesamt 1/7.In the example given, the pin synchronization and the text 2 also consist of modulated pulses with a broad spectrum, but more limited bandwidth, with frequency hops in each section. However, it is possible to transmit the fine synchronization with the start sequence, i.e. with the correspondingly larger bandwidth. In the presently preferred embodiment is the start sequence of 12 pulses of 6 h microseconds at 100 MHz bandwidth, said elementary pulses (or chips) 10 have ns. They are divided into two groups of 4 and 5 of 6 pulses, with a total bandwidth of 200 MHz and a total fill factor of 1/7.

Der Text 2 besteht aus Impulsen mit einer gleichen Länge von 6,4 Mikrosekunden wie diejenigen der Startsequenz, jedoch mit einem schmalbandigeren Spektrum von etwa 5 MHz, wobei die Elementarimpulse (chips) 0,200 Mikrosekunden haben, mit Frequenzsprüngen, die über die gesamte Frequenzbandbreite des Systems verteilt sind. Der Füllfaktor der Impulse beträgt IM. Der Standardtext besteht aus "Kopfworten" im Code 16/7 und aus Informationsworten im Code 31/15 Reed Salomon.Text 2 consists of pulses with the same length of 6.4 microseconds as those of the start sequence, but with a narrower spectrum of around 5 MHz, with the elementary pulses (chips) being 0.200 microseconds, with frequency hops, which are distributed over the entire frequency bandwidth of the system. The fill factor of the pulses is IM. The standard text consists of "head words" in Code 16/7 and information words in Code 31/15 Reed Salomon.

Die Feinsynchronisierung 3 besteht aus 8 Impulsen.The fine synchronization 3 consists of 8 pulses.

Der Füllfaktor der Startsequenz und des Textes ist so festgelegt, daß die internen Störungen des Systems zwischen denThe fill factor of the start sequence and the text is determined so that the internal disturbances of the system between the

-12--12-

Startsequenzen und zwischen der Startsequenz und den gleichzeitig empfangenen Texten soweit als möglich verringert ist, was ihre Verschachtelung zur Erzielung der maximalen Kapazität des Systems ermöglicht.Start sequences and between the start sequence and the texts received at the same time is reduced as far as possible, what their nesting to achieve maximum capacity of the system.

Figur 2 zeigt eine Konfiguration zum gleichzeitigen Empfang einer Startsequenz 6 mit einem Füllfaktor 1/7 und von zwei ineinander verschachtelten Texten 7 und 8 mit einem Füllfaktor 1/4.FIG. 2 shows a configuration for the simultaneous reception of a start sequence 6 with a fill factor 1/7 and two nested texts 7 and 8 with a fill factor of 1/4.

Dieser gleichzeitige Empfang ist zufolge des Kriteriums der Akquisition der zulässigen Startsequenz möglich, d.h. Empfang einer bestimmten Anzahl von Impulsen der Startsequenz in der Gesamtheit des Textes und dessen Redundanz. Unter diesen Umständen ist nach dem vorliegenden Vorschlag ein einziger Empfänger für die Startsequenz vorzusehen und es sind ebensoviele Textempfänger erforderlich, wie Nachrichten gleichzeitig empfangen werden sollen.This simultaneous reception is possible according to the criterion of acquisition of the permissible start sequence, i.e. reception a certain number of pulses of the start sequence in the entirety of the text and its redundancy. Under these circumstances According to the present proposal, a single receiver is to be provided for the start sequence and there are just as many Text recipients required how messages should be received at the same time.

Es kommt jedoch auch in Betracht, mit einem geringeren Füllfaktor der Nachricht (1/8 anstelle von 1/4) zwei verschachtelte Texte mit demselben Empfänger zu empfangen.However, it is also possible to use two nested messages with a lower fill factor of the message (1/8 instead of 1/4) Receive texts with the same recipient.

Es ist weiterhin möglich, gleichzeitig Startsequenzen in den verschiedenen Kanälen zu empfangen, die durch die Pseudozufallsgesetze definiert sind. Es ist folglich notwendig, ebensoviele Korrelatoren für die Impulse und die Startsequenz wie Kanäle vorzusehen.It is also possible to receive start sequences in the different channels at the same time, which are determined by the pseudo-random laws are defined. It is therefore necessary to have as many correlators for the pulses and the start sequence as there are channels to be provided.

Um das Senden der Startsequenzen zu Beginn der Wiederholperioden und ihre selektive Störung zu vermeiden und um die Zeit maximal zu nutzen, wird die Wiederholperiode in Unterwiederholperioden unterteilt, welch letztere jedoch eine hinreichende Länge erhalten, um den Empfang der Startsequenzen bis zur Grenze der Reichweite des Systems zu gestatten; je geringer die Reichweite ist, desto kürzer ist die Unterwiederholperiode. Die Unterwieder-In order to avoid the sending of the start sequences at the beginning of the repetition periods and their selective disturbance and to maximize the time to use, the repetition period is subdivided into sub-repetition periods, the latter, however, being given a sufficient length, to allow the start-up sequences to be received up to the limit of the range of the system; the shorter the range is, the shorter the sub-repetition period. The sub-

holperiode legt die Codes der Startsequenz je nach Kanal und Text, der der Startsequenz folgt, fest; der Textkanal wird ausgelöst durch die durch die Startsequenz erhaltene Synchronisierung und er wird bis zum Ende des Textes beibehalten, wobei dieses Textende in dem Kopfwort angegeben ist.fetching period defines the codes of the start sequence depending on the channel and text that follows the start sequence; the text channel is triggered by the synchronization obtained by the start sequence and it is maintained until the end of the text, this being End of text is indicated in the header.

Figur 3 zeigt die Unterteilung der Grundwiederholperiode 9, die mit derjenigen nach dem Stand der Technik übereinstimmt, in drei Unterwiederholperioden 91, 92, 93 mit Empfang einer Startsequenz 1 in jeder Unterwiederholperiode. Dies führt zum Empfang der ineinander/geschachtelten Nachrichten mit ebensoviel Textempfängern wie ineinander geschachtelte Nachrichten zu empfangen sind, d.h. im dargestellten Beispiel mit drei Empfängern. Dies stellt jedoch keine Beschränkung dar und es ist möglich, mehr als eine Startsequenz in einer Unterwiederholperiode zu empfangen und ebenso auch eine größere Anzahl von ineinander geschachtelten Nachrichten zu empfangen, unter der Bedingung, daß im selben Maße die Anzahl der Textempfänger erhöht wird. Bei 10 ist die Empfangskapazität eines Empfangskanales nach dem Stand der Technik dargestellt, der 8 Empfänger enthält, wiewohl dort nur eine einzige Nachricht je Grundwiederholperiode 9 vorliegt.FIG. 3 shows the division of the basic repetition period 9, which corresponds to that according to the prior art, into three Sub-repetition periods 91, 92, 93 with receipt of a start sequence 1 in each sub-repetition period. This leads to the reception of the nested messages with as many text recipients how messages nested in one another are to be received, i.e. in the example shown with three recipients. This represents however, it is not a limitation and it is possible to receive more than one start sequence in a sub-repetition period and also to receive a larger number of nested messages, provided that they are in the same Dimensions the number of text recipients is increased. At 10 is the reception capacity of a reception channel according to the prior art shown, which contains 8 recipients, although there is only one message per basic repetition period 9 there.

Ebenso läßt sich feststellen, daß die Empfangskapazität des hier vorgeschlagenen integrierten Systems erheblich größer als diejenige des Systems nach dem Stand der Technik bei gleichen Redundanzen der Nachrichten ist. Weiterhin läßt sich feststellen, daß das Senden je Unterwiederholperiode die Möglichkeit der zeitlich selektiven Störung ausschaltet und den Schutz des Systems gegen feindliche Störungen verbessert.It can also be stated that the receiving capacity of the integrated system proposed here is considerably greater than that of the prior art system with the same redundancy of the messages. Furthermore it can be determined that the sending per sub-repetition period eliminates the possibility of time-selective disturbance and the protection of the system Improved against enemy interference.

Figur ¹I zeigt den Aufbau eines Empfangskanals in dem integrierten Multifunktionssystem nach dem vorliegenden Vorschlag. Ausgehend von dem Eingang E. findet man den Akquisitionsempfänger 11 mit großer Bandbreite, der die Startsequenz der Nachricht verarbeitet,Figure ¹ I shows the structure of a receiving channel in the integrated multifunctional system according to the present proposal. Starting from the input E. one finds the acquisition receiver 11 with a large bandwidth, which processes the start sequence of the message,

inin

ggf. gefolgt von einem frequenzselektiven Begrenzer 12, einem Impuls korrelator 13, einem Startsequenzkorrelator 14 und. einer Akquisitionsentscheidungsschaltung 15, deren Ausgang mit einer Informationsverarbeitungsschaltung 16 verbunden ist. Der Eingang E₁ ist weiterhin mit einem Empfänger 17 verbunden', dem sogenannten Textempfänger, dessen Bandbreite geringer als diejenige des Startsequenzempfängers 11 ist, jedoch gleich der Bandbreite des Systems nach dem Stand der Technik. Auf diesen Empfänger 17 folgt ein Begrenzer 18 und ein Impulskorrelator 19, dessen Ausgang mit der Verarbeitungsschaltung 16 verbunden ist ,Mit S ist der Ausgang des Empfangskanales bezeichnet. Ep bezeichnet einen Steuereingang der Verarbeitungsschaltung l6.optionally followed by a frequency-selective limiter 12, a pulse correlator 13, a start sequence correlator 14 and. an acquisition decision circuit 15, the output of which is connected to an information processing circuit 16. The input E ₁ is also connected to a receiver 17 ', the so-called text receiver, the bandwidth of which is less than that of the start sequence receiver 11, but the same as the bandwidth of the system according to the prior art. This receiver 17 is followed by a limiter 18 and a pulse correlator 19, the output of which is connected to the processing circuit 16. The output of the receiving channel is denoted by S. Ep denotes a control input of the processing circuit l6.

Die Punktion eines derartigen Empfangskanals bietet keine Besonderheiten, zumal die Aufgaben der verschiedenen Bestandteile des Kanals klar definiert sind. Die Tatsache, daß der frequenzselektive Begrenzer 12 fakultativ ist, resultiert einfach daraus, daß das Bedürfnis bestehen kann, eine selektive Störung zu unterdrücken. In diesem Fall arbeitet der Begrenzer 12 wie bekannt in der Weise, daß er das Signal unter Verwendung der Fourrier-Transformierten frequenzmäßig analysiert und die gestörten Frequenzen abtrennt. Die Verbindung 20 zwischen dem Impulskorrelator 13 und der Verarbeitungsschaltung l6 versinnbildlicht die Möglichkeit, die Korrelation der Startsequenz in der Verarbeitungsschaltung l6 vorzunehmen. Die Verbindung 200 trägt der Möglichkeit Rechnung, die Codes entsprechend den Unterwiederholperioden zu ändern und gestattet die Verarbeitung unterschiedlicher Startsequenzen. Die Verbindung 21 trägt Änderungen des Textcodes Rechnung und die Verbindung 210 ermöglicht Änderungen in dem Empfänger 17, um Frequenzsprüngen Rechnung zu tragen.The puncture of such a receiving channel offers no special features, especially since the tasks of the various components of the channel are clearly defined. The fact that the frequency selective limiter 12 is optional simply results from the fact that there may be a need to suppress selective interference. In this case, the limiter 12 operates, as is known, in such a way that it analyzes the signal in terms of frequency using the Fourier transform and separates the disturbed frequencies. The connection 20 between the pulse correlator 13 and the processing circuit 16 symbolizes the possibility of performing the correlation of the start sequence in the processing circuit 16. The connection 200 allows for the possibility of changing the codes according to the sub-repetition periods and allows different start sequences to be processed. Link 21 accommodates changes in the text code and link 210 enables changes in receiver 17 to accommodate frequency hopping.

Figur 5 zeigt eine Empfangsanlage des vorgeschlagenen Systems, die den gleichzeitigen Empfang der Startsequenzen in zwei unterschiedlichen Kanälen innerhalb des gesamten Frequenzbandes inFigure 5 shows a receiving system of the proposed system, the simultaneous reception of the start sequences in two different Channels within the entire frequency band in

der Größenordnung von 200 MHz sowie von 4 Texten in dem einen, dem anderen oder den beiden Kanälen ermöglicht. Nach dem vorliegenden Vorschlag ist ein Empfänger je Startsequenz vorgesehen, während 4 Textempfänger, und zwar einer für jeden Text, vorhanden sind.of the order of magnitude of 200 MHz as well as 4 texts in one, the other or both channels. According to the present Suggestion is one recipient per start sequence, while 4 text recipients, one for each text, available.

Ausgehend von der Antenne 22 findet man einen Duplexer 23, der den Sendeteil vom Empfangsteil trennt, wobei der Sendeteil einen Sender 24, der mit zwei Modulatoren 25 und 26 verbunden ist, umfaßt, wobei wiederum der eine Modulator der Startsequenz und der andere Modulator dem Text zugeordnet ist. Der Empfangsteil enthält im Anschluß an einen Vorverstärker 27, der sehr breitbandig ist und die gesamte Bandbreite des Systems (etwa 250 MHz) überdeckt, zunächst zwei parallele Akquisitionsempfangskanäle ähnlich dem anhand der Figur 4 beschriebenen Kanal, wobei jeder Kanal einen Akquisitionsempfanger 28, 280 und einen frequenzselektiven Begrenzer 29, 290 umfaßt.Starting from the antenna 22 there is a duplexer 23 which separates the transmitting part from the receiving part, the transmitting part being one Transmitter 24, which is connected to two modulators 25 and 26, comprises, in turn, the one modulator of the start sequence and the other modulator is assigned to the text. The receiving part contains a preamplifier 27, which is very broadband and covers the entire bandwidth of the system (approx. 250 MHz), initially two parallel acquisition reception channels similar to the channel described with reference to FIG. 4, with each channel having an acquisition receiver 28, 280 and a frequency-selective Limiter 29, 290 includes.

Auf jeden Begrenzer 29, 290 folgen wiederum zwei parallele Kanäle, von denen jeder einen breitbandigen, programmierbaren Akquisitionskorrelator 30, 31 sowie 300, 310 enthält, gefolgt von einem Startsequenzkorrelator 32, 33 sowie 320, 330 und einem Korrelationsspitzenaddierer oder Entscheidungskreis 34, 35 sowie 340, 350, wobei die jeweiligen Ausgänge mit der Informationsverarbeitungsschaltung 16 verbunden sind.Each limiter 29, 290 is followed by two parallel channels, each of which has a broadband, programmable one Acquisition correlator 30, 31 and 300, 310 contains, followed by a start sequence correlator 32, 33 and 320, 330 and one Correlation peak adder or decision circuit 34, 35 as well as 340, 350, the respective outputs with the information processing circuit 16 are connected.

Der Ausgang des Vorverstärkers 27 ist außerdem mit 4 parallelen Textempfängern J>6 bis 39 verbunden, von denen jeder von einem programmierbaren Korrelator 40 bis 43 gefolgt ist, der relativ schmalbandig ist, nämlich eine Bandbreite von etwa 5 MHz hat.The output of the preamplifier 27 is also connected to 4 parallel text receivers J> 6 to 39, each of which is followed by a programmable correlator 40 to 43 which is relatively narrow band, namely has a bandwidth of about 5 MHz.

Man stellt fest, daß im Fall der Akquisition in mehreren Kanälen lediglich die Korrelatoren zu vervielfachen sind, während nach dem Stand der Technik die vollständigen Empfangskanäle von demIt can be seen that in the case of acquisition in several channels, only the correlators need to be multiplied, while after the prior art, the complete reception channels of the

breitbandlgen Vorverstärker 27 an vervielfacht werden müßten. Der vorliegende Vorschlag hat also den Vorteil, die Zahl der Schaltungen bzw. Baugruppen zu vermindern.broadband preamplifier 27 would have to be multiplied. The present proposal therefore has the advantage of reducing the number of To reduce circuits or assemblies.

Die Textempfänger sind selbst unabhängig von den Kanälen verwendet, ihre Wahl wird durch die Verarbeitungsschaltung l6 bestimmt, die die Startsequenz erhält. Dies ermöglicht es, notwendigenfalls eine bestimmte Priorität im Falle der vollständigen Belegung der Textempfänger festzulegen.The text receivers are used independently of the channels their choice is determined by the processing circuit 16 which receives the start sequence. This enables it, if necessary to set a certain priority in the event that the text recipients are fully occupied.

Figur 6 zeigt eine Weiterbildung der Figur 5, bei der zwei Antennen verwendet werden, nämlich eine hohe und eine niedrige Antenne. In diesem Fall wird die Akqusition zwischen den beiden Antennen 220 und 221 aufgeteilt, von denen jede für die Startsequenz nur für die Hälfte der Gesamtbandbreite, im gewählten Beispiel 100 MHz, arbeitet. Folglich sind zwei Vorverstärker 27 und 270 vorhanden, von denen jeder einen der Akquisitionsempfangskanäle versorgt, die mit denjenigen der Figur 5 übereinstimmen. Der Textempfangsteil enthält keine Änderungen im Verhältnis zur Figur 5· Ein Empfangsschalter 52 ermöglicht es jedoch, bei innerhalb des Gesamtfrequenzbandes jeder Antenne empfangenen Texten auf diejenige Antenne umzuschalten, die den besseren Empfang liefert oder über beide Antennen gleichzeitig zu empfangen; ein weiterer Schalter 54 gestattet es, im Sendefall den Sender an die Antenne 220 oder an die Antenne 221 anzuschalten oder über beide Antennen gleichzeitig zu senden.FIG. 6 shows a further development of FIG. 5, in which two antennas can be used, namely a high and a low antenna. In this case the acquisition will be between the two Antennas 220 and 221 split, each for the start sequence only works for half of the total bandwidth, in the selected example 100 MHz. Hence there are two preamps 27 and 270, each of which is one of the acquisition receiving channels which correspond to those of FIG. The text receiving part does not contain any changes in the Relation to Figure 5 · A receive switch 52 makes it possible, however, to be within the overall frequency band of each antenna to switch received texts to the antenna that provides better reception or via both antennas at the same time to recieve; Another switch 54 allows the transmitter to be connected to antenna 220 or antenna 221 in the case of transmission to be switched on or to transmit via both antennas at the same time.

Figur 7 zeigt eine Empfangsstation des Systems, die die Akquisition von 4 Kanälen innerhalb des Gesamtbandes und den gleichzeitigen Empfang von 10 Texten ermöglicht. Dies bedingt am Ausgang jedes frequenzselektiven Begrenzers 29, 290 vier Akquisitionskorrelationskanäle 401 bis 404 und 4010 bis 4O4O und zehn Textempfangskanäle 500 bis 510, die parallel liegen und ähnlich denjenigen beispielweise nach Figur 5 sind. Mit 250 ist dieFigure 7 shows a receiving station of the system, which is the acquisition of 4 channels within the total band and the simultaneous reception of 10 texts. This requires at the exit each frequency selective limiter 29, 290 has four acquisition correlation channels 401 to 404 and 4010 to 4040 and ten Text receiving channels 500 to 510 which are parallel and the like those according to FIG. 5, for example. At 250 she is

Gesamtheit der Modulatoren für das Senden der Startsequenzen und der Texte bezeichnet. Die Schaltungen der Korrelations- und der Textempfangskanäle sind nicht im einzelnen angegeben, da sie denjenigen nach den Figuren 4, 5 und 6 entsprechen.Designated the set of modulators for sending the start sequences and texts. The circuits of the correlation and the text reception channels are not specified in detail since they correspond to those according to FIGS. 4, 5 and 6.

Alle beschriebenen Empfangsanlagen des vorgeschlagenen Systems besitzen eine Trennung der Akquisitionsempfänger und der Textempfänger, in welchen die Texte dekodiert werden. Diese Aufteilung ermöglicht eine Anpassung an die jeweiligen Gegebenheiten; man kann also die Empfangskapazität erhöhen oder vermindern, wobei jedoch der wünschenswerte Schutz gegen feindliche Störungen aufrecht erhalten bleibt.All described receiving systems of the proposed system have a separation of the acquisition receiver and the text receiver, in which the texts are decoded. This division enables an adaptation to the respective circumstances; You can increase or decrease the reception capacity, but with the desirable protection against hostile interference is maintained.

Während Figur 7 eine Empfangsanlage von großer Bedeutung zeigte, ist in Figur 8 eine wesentlich kleinere Station dargestellt, wie sie beispielsweise an Bord eines gepanzerten Fahrzeuges vorhanden ist. Die Akquisition geschieht ausgehend von einem einzigen Empfänger 28, der z.B. eine Bandbreite von 100 MHz überstreicht, sowie in zwei Kanälen, einem asynchronen Kanal zur Identifikation durch Abfrage und Antwort, in welchem die Änderungsperiode des pseudozufälligen Codes lang ist und der einen Impulskorrelator 55, einen Startsequenzkorrelator 56, einen Korrelationsspitzenaddierer 57 umfaßt, sowie einen Multifunktionskanal, der ebenfalls einen Impulskorrelator 58, einen Startsequenzkorrelator 59 und einen Korrelationsspitzenaddierer 60 enthält. Ein einziger Textempfänger 6l mit einem Korrelator 62 ist vorgesehen. Der Sender 24 sendet mit verminderter Leistung entsprechend einer geringen Reichweite und wird von einem Akquisitionsmodulator 25 und einem Modulator 26 für den Text und die Feinsynchronisation gespeist.While FIG. 7 shows a receiving system of great importance, FIG. 8 shows a much smaller station, such as it is present, for example, on board an armored vehicle. The acquisition is based on a single Receiver 28, which covers a bandwidth of 100 MHz, for example, and in two channels, one asynchronous channel for identification by interrogation and response in which the period of change of the pseudorandom code is long and the one pulse correlator 55, a start sequence correlator 56, a correlation peak adder 57 comprises, as well as a multifunction channel, which also has a pulse correlator 58, a start sequence correlator 59 and a correlation peak adder 60. A single text receiver 61 with a correlator 62 is provided. Of the Transmitter 24 transmits with reduced power corresponding to a short range and is controlled by an acquisition modulator 25 and a modulator 26 for the text and fine synchronization fed.

Figur 9 zeigt eine noch weiter vereinfachte Station, die auf das Senden und Empfangen einer Startsequenz beschränkt ist, die zur Identifikation durch Abfrage und Antwort verwendet wird. DieFIG. 9 shows an even further simplified station which is limited to the sending and receiving of a start sequence leading to Identification by query and response is used. the

Bezugszeichen der Schaltungen sind die gleichen wie in FigurReference numerals of the circuits are the same as in FIG

In Figur 10 ist eine noch weiter vereinfachte Station dargestellt, die nur noch auf den Empfang der Startsequenz ausgelegt ist. Sie wird hauptsächlich zur Identifikation durch Abfrage und Antwort an Bord eines Trägers verwendet, der für die Abfrage eine besondere Vorrichtung verwendet, die sehr hochfrequent arbeitet oder ein Laser ist. Die Benutzung einer solchen Vorrichtung vereinfacht die Antwortgeber, die jedoch in allen Identifikationskonfigurationen identisch bleiben und hierbei in sehr hohem Maße gegen feindliche Störungen geschützt sind.In Figure 10, an even further simplified station is shown, which is only designed to receive the start sequence. It is mainly used for identification by query and response on board a carrier that uses a special device for the interrogation, which is very high frequency works or is a laser. The use of such a device simplifies the responder, but it does so in all Identification configurations remain identical and are protected to a very high degree against hostile interference.

Das vorstehend beschriebene, integrierte Multifunktionssystem hat eine Anzahl erheblicher Vorteile gegenüber den bisher bekannten Systemen, bleibt jedoch mit diesen bisher entwickelten Systemen kompatibel, kann also mit diesen zusammenarbeiten. Diese Kompatibilität kann entweder auf Seiten des hier vorgeschlagenen Systems oder auf Seiten des bekannten Systems verwirklicht werden. Im ersteren Fall ist es notwendig, die Textempfänger des Systems entsprechend dem Stand der Technik auszubilden; im zweiten Fall ist es notwendig, die Kopfstellen nach dem Stand der Technik mit Akquisitionsschaltungen gemäß der Erfindung auszurüsten.The integrated multifunctional system described above has a number of significant advantages over those previously known Systems, however, remain with these previously developed Systems compatible, so can work with them. This compatibility can either be on the part of the suggested here System or on the part of the known system can be realized. In the former case it is necessary to use the text recipient to train the system according to the state of the art; in the second case it is necessary to use the headends to equip according to the prior art with acquisition circuits according to the invention.

- Leerseite -- blank page -

Claims

DIETRICH LEWINSKY
HiINZ-JOACHiM HUBER
PURE PRIETSCH
MONKS 21 2 _5. $ Eptember 1981

GOTTHAROSTR. 81 13.759-IV / Ni

Thorns on-CSP

PATENT CLAIMS:

1.1 Integrated multifunctional system for identification, navigation, traffic control, collision prevention and messaging, which transmits information consisting of a start sequence for establishing the synchronization and a subsequent text containing the message to be transmitted, characterized in that the start sequence (1) forming pulses and the text (2) forming pulses are pseudo-randomly modulated in different ways, the pulses of the start sequence being modulated with a very broad-band enlargement of the spectrum and being transmitted on fixed frequencies, while the text pulses with a less broad-band enlargement of the spectrum are modulated and sent with frequency hops distributed over the entire useful bandwidth of the system.

2. System according to claim 1, characterized in that the start sequence (1) contains a coarse synchronization while the fine synchronization (3) and the text (2) are transmitted in the second type of modulation with limited bandwidth.

3. System according to claim 1, characterized in that the fine synchronization is sent with the start pulses.

4. System according to claim 1, characterized in that the Start pulses on plague frequencies with a code corresponding to a pseudo-random distribution are sent and timed are distributed, this distribution being coded pseudo-randomly by a sub-unit of the repetition period of the transmission whose length is determined so that only the start sequence can be received.

5 · System according to claim 1, wherein the classification of the The material used is defined by the range, the processing capacity and the carrier, characterized in that that the length of a subunit of the repetition period depends on the range of the classification of the material of the system.

6. System according to claim 5, characterized in that the length of a subunit of the repetition period for a maximum range is about a third of the length of a repetition period.

7. System according to claim 1, characterized in that the pulses of the start sequence are sent on several frequencies can be, whereby these frequencies are set in pseudo-random form in the various repetition periods.

8. System according to claim 7, characterized in that only a single receiver is used in the broad frequency band of the modulation spectrum of the start pulses, with the center frequency of this receiver is determined by the respective pseudo-random law.

9. System according to claim 1, characterized in that in the case of simultaneous reception of the start sequence on two different ones Carriers within the total bandwidth of the

Modulation spectrum of the start pulses a receiver is provided per carrier.

10. System according to claim 1, characterized in that the receiving system comprises a very broadband acquisition receiver (11) for the start sequence, a pulse correlator (13) _s a start sequence correlator (14), an acquisition decision circuit (15) and a processing circuit (16).

11. System according to claim 1, characterized in that the receiving system has a text receiver (17) which is narrow-band in the Compared to the start sequence receiver is a delimiter (18), a text pulse correlator (19) and a processing circuit (16).

12. System according to claim 10, characterized in that between the acquisition receiver (11) for the start sequence and the Pulse correlator (13) a frequency-selective limiter (12) is inserted.

13 · System according to one of claims 1, 9, 10 or 11, characterized in that the pulses of the start sequence are divided into two Groups are divided, covering the entire bandwidth of the modulation spectrum of the start sequence on two different ones Carriers and a certain number of texts and prove that the receiving system contains a single recipient that the Total bandwidth of the system covered, two acquisition channels for the start sequence supplied in parallel and so many Receiving channels for the texts feeds how texts to be received are available.

1 * 1. System according to claim 13, characterized in that each of the receiving channels for a start sequence an acquisition receiver (28, 280), possibly a frequency-selective limiter (29, 290) and two parallel channels, one channel per carrier, each channel having a pulse correlator

(30, 31, 300, 310) for the pulses of the start sequence, a correlator (32, 33, 320, 330) for the start sequence and an acquisition decision circuit (3 ^, 35 _} 3 ^ 0, 350).

15 system according to claim 13 or 14, characterized in that that in the case of an acquisition. in several channels only the correlator circuits relating to the start sequence are multiplied.

16. System according to claim 13, characterized in that the Text receiver (36 to 39) from the processing circuit (16) following the acquisition of a start sequence to be selected.

17. System according to claim 10, characterized in that the Correlation of the start sequence takes place directly in the processing circuit (16).

18. System according to one of claims 1 to 17, characterized in that that it is compatible with the prior art systems.