DE3140960A1

DE3140960A1 - "vorrichtung fuer eine ueber einen rueckkanal informationsgesteuerte hf-uebertragung digitaler messdaten"

Info

Publication number: DE3140960A1
Application number: DE19813140960
Authority: DE
Inventors: Hanns Dieter 7050 Waiblingen Gumtau; Fritz Dr.rer.nat. 7121 Hessigheim Tröster; Günter Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Weiger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1981-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1983-05-26
Also published as: DE3140960C2

Description

Vorrichtung für eine über einen Rückkanal informations-
gesteuerte HF-Übertragung digitaler Meßdaten Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für eine über einen Rückkanal informationsgesteuerte HF-Übertrarung digitaler Meßdaten, insbesondere von einer mobilen Sendestation zu einer ortsfesten Empfangsstation.
Übertragungsverfahren unter Benutzung eines Rücklcanals zur Steuerung erneuter Übertragung von zuerst falsch angekommenen Informationen sind an sich bekannt.
Andere Übertragungsverfahren cn zur Erhöhung der Ubertragungssicherheit verlangen lsesentliche Erhöhungen der Übertragungsraten, was andererseits mit einer Verschlechterung des Stör-Signal-Vcrhältnisses einhergeht.
Aus der DE-OS 27 55 159 ist ein Kommunikationssystem zwischen Mobil- und Feststationen bekannt, welches als Antennen für die Feststationen streckenbedeckende Lecklaabel verwendet-Das Interferenzfeld dieses Lecklcabels weist ein charakteristisches Merkmal auf, das sich aus seiner Geometrie zur Sendeantenne und seiner Umgebung physikalisch erklären läßt. Fig. 1 zeigt ein typisches Interferenzfeld in der Umgebung eines Leckkabels. Die Pegeleinbrüche treten bei diesem System im fast regelmäßigen Abstand #/2 auf und weisen eine mittlere Dynamik von ca. 30 db aus. Mobile Ubertragungseinrichtungen weisen immer diese Interferenzerscheinungen auf. Insofern erscheinen Lecklcabel aus diesen Grund den ungeeignet für eine sichere HF-Übertragung digitaler Meßdaten. Andererseits können mit Leckkabeln wegen ihrer Linie@-bedeckungseigenschaft Gebiete abgedeckt werden, die für andere HF-Systeme einen wesentlich höheren Aufwand erfordern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, welche geeignet ist, digitale Meßdaten von mobilen Sendestationen zu ortsfesten Empfangsstationen, die die charakteristischen Eigenschaften einer solchen Leckkabelübertragungsstrecke aufweisen, zu übertragen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht also darin, daß nach Festlegung einer einer bestimmten maximalen Bitfehlerrate zugeordneten Grenz-Qualität der HF-Strecke die Sendeeinheit über den Rückkanal vom Empfänger her so gesteuert wird, daß Daten nur dann übertragen werden, wenn die jeweilige Qualität oberhalb des Grenzwertes liegt.
Je nach.zulässiger maximaler Bit-Fehlerrate erhöht sich dadurch die erforderliche Übertragungsgeschwindigkeit gegenüber einer nicht unterbrochenen kontinuierlichen Übertragung.
Die Übertragungsgeschwindigkeit steigt bei diesem Steuerungsvorgang der Datenstrecke jedoch allein im Verhältnis von derjenigen Zeit der Übertragung mit "schlechter" Qualität zu derjenigen mit "guter" Qualität der HF-Strecke an.
Da das Leckkabel ausgesprochen scharfe Einbrüche auf der Strecke aufweist, kommt man bei diesem System mit einer unwesentlichen Steigerung der Übertragungsgeschwindigkeit aus.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung eines schematischen Ausführungsbeispi els hervor.
In der Zeichnung zeigen: Fig. 1: ein schematisches Diagramm der Pegelverteilung entlang eines streckenbedeckendes Leckkabels, Fig. 2: ein prinzipielles Blockschaftbild der gesamten Vorrichtung, Fig. 3: ein Blockschaltbild der mobilen Sendestation und Fig. lot: ein Blockschaltbild der ortsfestcn Empfan3-station.
In Fig. 1 ist die bereits erwähnte lielligkeit des elektrischen Feldes entlang eines Leck1bels dargestellt. Betrag der Feldstärke E über dem Weg S, wobei die fast regelmäßig verteilten Pegeleinbrüche recht gut zu erkennen sind.
Beispielsweise ist nach Eintragen eines einer bestimmten Bitfehlerwahrscheinlichkeit zugeordneten Grenzpegels G (unterbrochene Linie) das mittlere Verhältnis der Sendezeiten Pegel oberhalb G - zu den Sendepausen - Pegel unterhalb G -beim Entlangfahren längs des Leckkabels bestimmbar, was einer möglichen Qualitätskontrolle entspricht.
Fig. 2 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild der gesamten Vorrichtung. Eine ortsfeste Empfangsstation 1 ist mit einer als Leckkabel ausgebildeten Antenne 2 fest verbunden, an der ein nicht dargestelltes Fahrzeug mit einer mobilen Sendestation 6 entlangfährt. Der Sendestation werden Daten eingegeben, welche in einem als Datensender 7 bezeichneten Block aufbereitet und über eine mobile Sendeantenne 10 über einen Übertragungskanal 12 - das heißt, mit einer bestimmten Sendefrequenz - zum Leckkabel gesendet werden. Von diesem gelangen sie in der Empfangsstation 1 über eine Antennenweiche 14 zum Datenempfänger 3, wo sie für die Weiterverarbeitung aufbereitet werden. In einem als Steuerlogikschaltung 4 bezeichneten Block werden die Übertragungsquali täten des Übertragungskanals - beispielsweise Vergleich der Feldstärke mit einem vorgegebenen Grenzpegel G - ermittelt und daraus Steuersignale gebildet, kodiert und über den Steuersignalsender 5 sowie die Antennensfeiche i4 und das Leckkabel 2 auf einem Rückkanal 13, das heil3t, auf einer zweiten bestimmten Frequenz, über eine mobile Empfangsantenne i1 zu einem Steuersignalempfänger 8 in der mobilen Sendestation 6 gesendet. In diesem Steuersignal sind Informationen über Sendezeit, Sendepause, Übertragungsseschwindigkeit u.s.w. enthalten, die einer Senderlogikschaltung 9 übermittelt werden, welche danach den gesamten Arbeitsablauf in der Sendestation steuert. Ebenso ist in der stationären Empfangsstation t eine Emp fängerl ogiks chaltung 5 vorhanden, welche deren Arbeitsablauf steuert.
Fig. 3 zeigt ein detailliertes Blockschaltbild der mobilen Sendestation 6. Der Datensender 7 beinhaltet einen FIFO-Speicher 15, (First In, First Out), in welchen die zu sendenden Daten zunächst eingespeichert werden. In der Zeichnung bedeuten im Folgenden dick ausgezogene Pfeile die Richtung des Datenflusses und dünn ausgezogene Pfeile die Richtung der Steuersignale. Aus dem FIFO-Speicher 15 werden die Daten gleichzeitig in einen Kodierer 16 und in einen weiteren Datenspeicher 18 übertragen. Die kodierten Daten gelangen anschließend in den Sender 17 und werden von diesem über den "Übertragungskanal" zur ortsfesten Empfangsstation 1 gesendet. Für den Fall, daß in der Übertragungszeit noch sporadisch Datenworte fehlerhaft übertragen wurden, werden die entsprechenden Daten aus dem Datenspeicher i8 abgerufen, kodiert und erneut gesendet.
Der Datenspeicher 18 dient demnach als zusätzlicher "Notizzettel" für die Gewährleistung einer höheren Datensicherheit.
Der gesamte Arbeitsablauf der Sendestation 6 wird von einer Logikschaltung 9 gesteuert, welche aus einem Microprozessor 28 besteht, der entsprechend programmiert ist. Steuersignale für Übertragungsunterbrechung (Sendepausc) 5 UibertragunO s Datenwiederholung und Übertragungsgeschwindigeit erhalt die Logikschaltung aus dem Steuersignalempf.inger o, welcher sie von der ortsfesten Empfangsstation 1 über den tRücldsanal' empfängt.
Der Steuersignalempfänger 8 besteht aus einem Empfänger 19, einem Dekodierer 20 und einem Pufferspeicher 21. Im Pufferspeicher 21 werden Steuersignale abgelegt, welche länger gültig sind, wie z. B. die Übertragungsgescwindigkeit.
In diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, getrennte mobile Sende- und Empfangsantennen 10 und il zu verwenden.
Es können aber auch Sender und Empfänger über eine Antennenweiche an eine einzige Antenne angeschlossen sein.
In Fig. 4 ist die ortsfeste Empfangsstation als detailliertes Blockschaltbild dargestellt. Auch hier bedeuten wieder dick ausgezosene Pfeile die Richtung des Datenflusses und dünn ausgezogene Pfeile die Richtung der Steuersignale. Die gesendeten Daten gelangen über das (ortsfeste) Lecldkabel 2 und eine Antennenweiche i4 in den Empfänger 22 des Datenempfängers 3, werden anschließend in einem Decodierer 23 decodiert und auf Richtigkeit geprüft und anschließend entweder über einen Zeit-Synchronisierer 25 zur Weiterverarbeitung ausgegeben oder in einem FIFO-Speicher 24 zwischengespeichert.
D-er gesamte Arbeitsablauf der ortsfesten Empfangsstation 1 wird von einer Steuerlogikschaltung 4 gesteuert, welche aus einem Microprozessor 29 besteht, der entsprechend programmiert ist. Im Empfänger 22 werden auch die augenblicklichen Eigenschaften des Übertragungskanals (z. B. die Feldstärke) festgestellt und an den Microprozessor 29 weitergegeben, welcher daraus, z. B. durch Vergleich mit dem Grenzpegel G, u.s.w., Steuersignale erzeugt und diese an den Steuersignalsender 5 weiterleitet.
Der Steuersignalsender 5 besteht aus einem kodierer 26, welcher die Steuersignale kodiert, und aus einem Sender 27, welcher sie über die Antennenweiche 14 und das Leckkabel 2 über den Rückkanal 13 an den Steuersignalempfänger 8 der mobilen Sendestation 6 überträgt.
Ein besonderer Vorteil dieses "burst-mode"-Uibertragungssystems liegt- darin, daß,bedingt durch die dauernde Kontrolle des Übertragungskanals, nur dann Information übertragen lfird, wenn eine vorgewählte Mindest-Übertragungssicherheit zu erwarten ist. Da durch die genannten HF-Eigenschaften des Übertragungskanals, insbesondere die des Leckkabels, keine wesentlich gesteigerten Bitraten erforderlich sind, müssen keine großen Einbußen bezüglich der Übertragungsgeschwindigkeit gemacht werden. Zudem kann in den ziemlich regelmäßig auftretenden Sendepausen eine zusätzliche Datenüberprüfung erfolgen. Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß die Zwischenspeicher auf der Sende- und Empfangsseite keine allzu großen Dimensionen annehmen müssen.
Erfindungsgemäß ist das beschriebene Verfahren auch auf andere Übertragungssysteme zwischen Mobil- und Feststationen anwendbar, wenngleich es sich für solche mit Leckkabeln ganz besonders eignet.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche Vorrichtung für eine über einen Rückkanal informationsgesteuerte HF-Ubertragung digitaler Meßdaten, insbesondere von einer mobilen Sendestation zu einer ortsfesten Empfangsstation, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die ortsfeste Empfangsstation (1) als Empfangs- und Sendeantenne ein streckenbedeckendes Leckkabel (2) aufweist, daß in der ortsfesten Empfangsstation (i) a) ein Datenempfänger (3) vorgesehen ist, welcher die Daten empfangt und für die Weiterverarbeitung aufbereitet, b) eine Steuerlogikschaltung (4) vorgesehen ist, die die Qualitätsüberprüfung der Übertragungsstrecke vornimmt, diese Steuerinformation an einen Steuersignalsender (5) weitergibt und zusätzlich den Arbeitsablauf der Einpfangsstation (i) steuert, c) ein Steuersignalsender (5) vorgesehen ist, der, versorgt durch die Steuerlogikschaltung (4), an die mobile Übertragungsstation (6) über den Rückkanal (13) Steuersignale übermittelt, und daß in der mobilen Sendestation (6) d) ein Datensender (7) vorgesehen ist, welcher die anfallenden Daten aufbereitet und über den 5ertragungskanal (12) an die ortsfeste Empfangsstation (1) sendet, e) ein Steuersignalempfänger (8) vorgesehen ist, der die über den Rückkanal (13) empfangenen Steuersignale aufbereitet und der Steuerlogikschaltung (9) zugeführt, die die Anweisungen zur Steuerung des Meßdatenstromes ausführt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Datensender (7) einen FIFO-Speicher (is) aufweist, dem in Reihenschaltung ein Kodierer (i6) und ein Sender (1?) nachgeschaltet sind, und daß parallel zur Übertragungsleitung zwischen FIFO-Speicher und Kodierer ein weiterer Datenspeicher (18) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Steuersignalempfänger (8) eine Reihenschaltung von einem Empfänger (19), einem Decodierer (20) und einem Pufferspeicher (21) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der Datenempfänger (3) eine Reihenschaltung eines Empfängers (22), eines Decodierers (23), eines FIFO-Speichers (24) und eines Syiichronisierers (25) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Steuersignalsender (5) einen Kodierer (26) und einen Sender (27) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Sender und Empfängerlogik schaltung Microprozessoren (28,29) vorgesehen sind.