DE3149956A1

DE3149956A1 - Linienfunksystem

Info

Publication number: DE3149956A1
Application number: DE19813149956
Authority: DE
Inventors: Pedro de la Dr.-Ing. 7900 Ulm Fuente; Klaus Ing.(grad.) 7150 Backnang Kirschke; Joel Dr.-Ing. 7151 Auenwald Korn; Gerhard Dr.-Ing. 7900 Ulm Reinhold
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE3149956C2

Description

Linienfunksystem
Die Erfindung betrifft ein Funksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Funksystem ist aus der DE-AS 29 31 084 bekannt. Für die Datenübertragung von den ortsfesten Sende-Empfangsstationen zu einer Zentrale ist ein zweiadriges Kabel verlegt. Am der Zentrale entferntesten Ende speist ein Generator ein Trägersignal ein, welches an den ortsfesten Sende-Empfangsstationen über Übertrager mit einem empfangenen Datentelegramm amplitudenmoduliert wird.
Die Zentrale weist einen Demodulator mit Schwellwertschaltung auf.
Ein ähnliches Funksystem ist aus Signal + Draht 72 (1980) 5, S. 87-92 bekannt. Dabei sind Zentrale und ortsfeste Sende-Empfangsstationen über ein vieradriges Kabel verbunden. Die Daten in beiden Richtungen werden über je ein Adernpaar dieses Kabels durch Amplitudenmodulation eines 50 kHz- bzw. 100 kHz-Trägers übertragen. Die Fernspeisung der ortsfesten Stationen erfolgt über den Phantomkreis des Kabels.
Aus der DE-OS 27 51 417 ist ein Funksystem bekannt, welches dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entspricht, jedoch keinen Trägersignalgenerator am Ende des Kabels aufweist.
Bei diesem Funksystem wird in der Zentrale eine konstante Taktfrequenz erzeugt, an die ortsfesten Sende-Empfangsstationen übertragen, dort mit den Funkempfangsdaten PSK-moduliert, und an die Zentrale zurückübertragen; Aufgabe der Erfindung ist es, ein weiteres Funksystem der eingangs genannten Art anzugeben, welches fehlersicherer und besonders einfach ist, sowie die Übertragung weiterer Informationen auf dem Kabel erlaubt.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren noch näher erläutert. Die Figuren zeigen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
FIG. 1 zeigt ein Schema des erfindungsgemäßen Funksystems mit einer Zentrale Z und mehreren ortsfesten Sende-Empfangsstationen OF, die z. B. entlang einer Bahnstrecke in vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Die ortsfesten Stationen OF sind mit der Zentrale über ein vieradriges Kabel mit zwei Adernpaaren A1 und A2 verbunden. Über Funkgeräte FuG werden mit mobilen Stationen auf der Strecke Datentelegramme ausgetauscht, welche über Modems SM bzw.
ZW und das Kabel von und zur Zentrale Z geführt werden.
Die Empfangsdaten verschiedener ortsfester Stationen OF überlagern sich auf dem Kabel.
Die Erfindung ist hauptsächlich für die Anwendung bei Funksystemen im 40 GHz-Bereich vorgesehen, bei denen die Kabel laufzeiten gegenüber der Bitlänge vernachlässigbar sind, und daher keine Laufzeitnachbildungen nötig sind. Es versteht sich aber, daß bei Funksystemen, in denen die Laufzeiten nicht vernachlässigbar sind, in bekannter Weise in den ortsfesten Stationen OF zwischen die Streckenmodems SM und die Funkgeräte FuG Laufzeitnachbildungen geschaltet werden.
Am der Zentrale Z entferntesten Ende wird von einem Trägersignalgenerator G über einen ersten Übertrager Ü1 ein sinusförmiges Trägersignal auf das Adernpaar A1 eingespeist. Der Generator G ist vorteilhafterweise in das Streckenmodem SM der letzten ortsfesten Station OF integriert. Der Träger wird auf dem Adernpaar Al bis zur Zentrale geführt und im Zentralmodem ZM als Referenzträger zur synchronen Demodulation direkt verwendet. Über Abzweige und die übertrager Ü1 wird der Träger allen Streckenmodems SM zugeführt. In diesen wird er mit den vom Funkgerät FuG empfangenen Daten zweiwertig PSK-moduliert und über die Übertrager Ü2 auf das Adernpaar A2 gespeist.
Die Laufzeiten auf den Adernpaaren Al und A2 sind weitestgehend gleich, so daß die Demodulation im Zentralmodem ZM auf sehr einfache Weise erfolgen kann. Referenzträger und PSK-modulierter Träger werden einfach nach einer Amplitudenbegrenzung einer Exclusiv-Oder-Verknüpfung zugeführt.
Ein großer Vorteil der zweiwertigen PSK ist, daß in der Zentrale ein Mehrheitsentscheid durchgeführt werden kann, da sich richtig empfangene Daten auf dem Adernpaar A2 kohärent addieren, widersprechende Daten sich aber wegen des Phasenunterschieds von 1800 subtrahieren.
Der Mehrheitsbescheid kann noch dadurch unterstützt werden, daß in den ortsfesten Stationen OF der PSK-modulierte Träger mit einer vom HF-Empfangspegel abhängigen Amplitude auf das Adernpaar A2 gespeist wird. Bei der bevorzugten Ausführung gemäß FIG. 1 nimmt jedoch diese Amplitude mit abnehmender Entfernung zur Zentrale in gleichem Maße wie die Kabeldämpfung ab, d. h., die auf das Adernpaar A2 gespeisten Signale überlagern sich an den Einspeisungspunkten mit gleichen Amplituden. Daher wird ein Bitfehler eines Modems exakt kompensiert, wenn gleichzeitig mehr als zwei Modems senden. Der Einspeise-Pegel des Generators G ist der Länge des Kabels angepaßt, so daß keine Übersteuerung in den Modems auftritt. Wegen der günstigen Fehlereigenschaften der gewählten Modulation können auch die Qualitätsanforderungen an die Empfangsdaten der Funkgeräte FuG herabgesetzt werden.
Damit eine reflexionsfreie überlagerung der Sendesignale der Modems gewährleistet ist, wird das Kabel von beiden Enden mit dem Wellenwiderstand Z abgeschlossen. Die Sendewiderstände der Streckenmodems SM sind um mehr als eine Größenordnung größer als der Wellenwiderstand. Die hohen Sendewiderstände verfälschen den Wellenwiderstand kaum.
Ein weiterer Vorteil des hohen Sendewiderstandes ist, daß ein gestörter Modem das Kabel nicht kurzschließen kann.
Die Übertragung von Datentelegrammen von der Zentrale Z zu den ortsfesten Stationen OF geschieht mittels FSK auf dem Phantomkreis des Kabels über übertrager Ü3. Man sollte hier keine PSK verwenden, weil eine Bezugsphase fehlt. Die Funkgeräte FuG benötigen jedoch ein Sende-Synchronisiersignal. Dieses wird ebenfalls über den Phantomkreis übertragen.
Es wird für die digitale Demodulation des FSK-Signals verwendet. Vom Synchronisiersignal werden ebenfalls im Zentralmodem die FSK-Eckfrequenzen abgeleitet. Das Zentralmodem ZM muß die Daten und das Funk-Synchronisiersignal niederohmig einspeisen, damit die Eingangswiderstände der Streckenmodems SM nicht den Pegel längs des Kabels zu stark bedämpfen.
FIG. 2 zeigt noch einmal genauer ein Streckenmodem SM in bevorzugter Ausführungsform, mit dem zweiwertigen PSK-Modulator und einem FSK-Demodulator. Die Figur zeigt im besonderen das Modem der letzten ortsfesten Station OF, welche den Trägersignalgenerator G enthält. Von diesem ist der sinusförmige Träger zum einen direkt dem PSK-Modulator zugeführt, zum anderen über den übertrager Ül auf das Adernpaar Al gespeist. Bei den übrigen Streckenmödems SM entfällt der Generator G, und der Träger ist dem PSK-Modulator jeweils vom Adernpaar Al über den Übertrager Ü1 zugeführt.
Die vom Übertrager Ü3 abgenommenen Sendedaten und das Funksynchronisiersignal werden in Filtern getrennt und erstere dem FSK-Demodulator, letzteres dem Funkgerät FuG zugeführt. Über einen Teiler n/l ist das Synchronisiersignal noch dem FSK-Demodulator als Bezugssignal zugeführt.
In einer anderen -Ausführungsform der Erfindung enthalten alle Streckenmodems SM einen Generator G. Bei Störungen des Generators G der letzten ortsfesten Station OF, bei Unterbrechungen des Kabels o. ä. übernimmt, gesteuert durch Ablöseschaltungen, der jeweils letzte vor der Störstelle befindliche intakte Generator G die Einspeisung des Trägersignals auf das Adernpaar A1.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Fernspeisung der ortsfesten Sende-Empfangsstation OF über alle vier Adern des Kabels einerseits und Erde andererseits, vgl.
die Anschlüsse F in FIG. 1.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung werden über das Kabel zusätzliche Fernmeß- und Fernwirk- oder Fernsprechsignale im Frequenzmultiplex übertragen. Solche Signale dienen z. B. zur Funktionsüberwachung der ortsfesten Stationen OF, zum gezielten Ein- und Ausschalten einzelner Stationen oder Funktionen usw..

Claims

Patentansprüche Funksystem zur Datenübertragung zwischen sich längs vorgegebener Strecken bewegenden Sende-Empfangsstationen und längs dieser Strecken in vorgegebenen Abständen angeordneten ortsfesten Sende-Empfangsstationen, bei denen die ortsfesten Sende-Empfangsstationen einer Strecke über ein Kabel mit einer Zentrale in Verbindung stehen, sich die Empfangsdaten der ortsfesten Sende-Empfangsstationen auf dem Kabel überlagern, und bei dem an dem der Zentrale entferntesten Ende des Kabels ein Trägersignalgenerator angeschaltet ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - das Kabel ist vieradrig - der Trägersignalgenerator (G) speist einen sinusförmigen Träger in ein Adernpaar (A1) des Kabels - der Träger ist über Abzweige und erste Übertrager (Ül) allen ortsfesten Sende-Empfangsstacionen (OF) zugeführt, sowie der Zentrale (Z) als Referenzträger - die ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) modulieren den Träger gemäß über Funk empfangenen Datentelegrammen mit einer zweiwertigen PSK - der PSK-modulierte Träger wird über zweite Übertrager (Ü2) auf ein zweites Adernpaar (A2) des Kabels gespeist und der Zentrale (Z) zur synchronen Demodulation mit Hilfe des Referenzsignals zugeführt.
2. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung von der Zentrale (Z) zu den ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) im Zeitmultiplex über ein oder beide Adernpaare (Al, A2) des Kabels stattfindet.
3. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung von der Zentrale (Z) zu den ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) mit dritten Übertragern (ü3) über den Phantomkreis des Kabels stattfindet.
4. Funksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung von der Zentrale (Z) zu den ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) mit FSK-Modulation stattfindet.
5. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiwertige PSK-Modulation mit einer vom HF-Empfangspegel der jeweiligen ortsfesten Sende-Empfangsstation (OF) abhängigen Amplitude auf das zweite Adernpaar (A2) gespeist wird.
6. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der PSK-modulierte Träger mit abnehmendem Abstand zur Zentrale (Z) in gleichem Maße wie die Abnahme der Kabeldämpfung mit abnehmendem Sendepegel auf das zweite Adernpaar (A2) eingespeist wird.
7. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fernspeisung (F) der ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) über alle vier Adern des Kabels einerseits und Erde andererseits erfolgt.
8. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Fernmeß- und Fernwirksignale von und zu den ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) im Frequenzmultiplex über das Kabel übertragen werden.
9. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) Trägersignalgeneratoren vorgesehen sind, und daß bei Störungen des am Ende des Kabels befindlichen Trägersignalgenerators (G) oder bei Unterbrechungen des Kabels der letzte vor der gestörten Stelle befindliche intakte Trägersignalgenerator den sinusförmigen Träger in das Kabel einspeist.
10. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Demodulation der PSK-modulierte Träger und der Referenzträger in der Zentrale (Z) amplitudenbegrenzt und einer Exclusiv-Oder-Verknüpfung zugeführt werden.