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Diversity-Funknetz
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Stand der Technik Die Erfindung geht von einem Diversity-Funknetz
nach der Gattung des Hauptanspruchs aus.
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Es ist schon ein Diversity-Funknetz bekannt (Funkschau, 1979, Heft
5, Seite 249), bei dem jede mobile Funkstation des Funknetzes mehr als eine Relaisstation
erreicht. Der Empfangsteil einer jeden Relaisstation bildet aus dem empfangenen
Träger der mobilen Funkstation ein Qualitätssignal, das über einen Zubringer-Sender
der Relaisstation zu einer Funkzentrale übertragen wird. Dort befindet sich eine
Empfänger-Auswahleinheit, in der die nacheinander eintreffenden Qualitätssignale
verglichen werden. An die Relaisstation mit dem besten Qualitätssignal sendet die
Funkzentrale einen nur von dieser Station erkennbaren Schaltbefehl, wodurch deren
Empfangsteil mit dem Zubringer-Sender verbunden wird, so daß die übertragung von
Daten oder Sprache über den besten Funkweg stattfinden kann. Die Empfänger aller
anderen Relaisstationen werden währenddessen abgeschaltet.
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Da die Relais stationen ihre Qualitätssignale im Zeitmultiplex, das
heißt nacheinander aussenden, vergeht eine gewisse Zeit, bis eine bestimmte Relaisstation
bereit ist, eine Nutzinformation zu übertragen. Besteht die Nutzinformation zum
Beispiel bei einem Funkmeldesystem aus einer insbesondere für die Senderhochtastung
benötigten Vorlaufzeit
bestimmter Länge und einem sich daran anschließenden
Datentelegramm, so kann es von einer bestimmten Zahl von Relaisstationen an dazu
kommen, daß die Aussendung des Datentelegramms bereits begonnen hat, bevor die Zentrale
die Relais station mit dem besten Qualitätssignal ermittelt hat. Es kann also zu
einer verstümmelten Übertragung eines Datentelegramms kommen, das dann in der Funkzentrale
nicht weiterverarbeitet wird.
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Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Diversity-Funknetz mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß auch bei einer
großen Zahl von durch eine mobile Station gleichzeitig erreichbaren Relaisstationen
eine einwandfreie Übertragung der Nutzsignale sichergestellt ist.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.
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sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch
angegebenen Diversity-Funknetzes möglich.
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Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein stark vereinfachtes Blockschaltbild
eines erfindungsgemäßen Diversity-Funknetzes, Fig. 2A den zeitlichen Verlauf einer
aus einer Vorlaufzeit und einem Datentelegramm bestehenden Meldung und Fig. 2B den
zeitlichen Verlauf der in der Zentrale eintreffenden Qualitätssignale.
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Beschreibung der Erfindung In einem erfindungsgemäßen Diversity-Funknetz
nach Fig. 1 ist mit 10 eine mobile Sende- und Empfangsstation, im folgenden mobile
Funkstation genannt, bezeichnet. Die mobile Funkstation 10 ist eine von mehreren
zu dem Funknetz gehörenden mobilen Funkstationen. Jede mobile Funkstation weist
eine Sende-Empfangsantenne 11 auf. Eine erste Gleichwellen-Relaisstation 12 ist
mit einer Sende-Empfangsantenne 13 versehen, die mit einem Sendeteil 14 und einem
Empfangsteil 15 verbunden ist. Der Empfangsteil weist einen ersten Ausgang 16 und
einen zweiten Ausgang 17 und der Sendeteil einen Eingang 18 auf. Der erste Ausgang
16 des Empfangsteils ist unmittelbar mit einem ersten Eingang 19 einer Steuervorrichtung
20 verbunden. Von dem zweiten Ausgang 17 führt ein erster Weg über eine Speichervorrichtung
21 an einen ersten feststehenden Kontakt 22 eines Umschalters 23 und ein zweiter
Weg an einen zweiten feststehenden Kontakt 24 des Umschalters. Der bewegliche Kontakt
25 des Umschalters ist mit einem zweiten Eingang 26 der Steuervorrichtung verbunden.
Der Umschalter 23 ist vorzugsweise ein elektronischer Schalter, dessen mit 27 bezeichneter
Steuereingang mit einem ersten Ausgang 28 der Steuervorrichtung verbunden ist.
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Die Steuervorrichtung weist noch zwei weitere Ausgänge 29, 30 und
einen dritten Eingang 31 auf. Zwischen dem zweiten Eingang 26 und dem dritten Ausgang
30 befindet sich ein Schalter 32, das ist vorzugsweise ein elektronischer Schalter,
der Bestandteil der Steuervorrichtung ist und von dieser betätigt wird.
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Der ersten Relaisstation 12 ist eine erste Zubringer-Funkstation 33
zugeordnet, die ein Sendeteil 34 mit zwei Eingängen 35 und 36 und ein Empfangsteil
37 mit einem Ausgang 38 sowie eine für Sende- und Empfangsteil gemeinsame Sende-Empfangsantenne
39 enthält. Der erste Ausgang 29 der Steuervorrichtung 20 ist mit dem ersten Eingang
35 und der zweite Ausgang 30
mit dem zweiten Eingang 36 des Sendeteils
34 der Zubringer-Funkstation 33 verbunden. Der Ausgang 38 des Empfangsteils steht
erstens mit dem Steuereingang 31 der Steuervorrichtung 20 und zweitens mit dem Eingang
18 des Sendeteils 14 der Relaisstation 12 in Verbindung. In dem Funknetz nach Fig.
1 sind noch weitere in Fig. 1 nur schematisch angedeutete Gleichwellen-Relaisstationen
40, 41 mit je einer Sende-Empfangsantenne 42, 43 sowie diesen Relaisstationen zugeordnete
Zubringer-Funkstationen 44, 45 mit je einer Sende- und Empfangsantenne 46, 47 vorhanden.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 umfaßt der Übersichtlichkeit halber insgesamt
nur drei Relaisstationen, obgleich die Erfindung - wie weiter unten erläutert -
erst bei mehr als zum Beispiel vier von einer mobilen Station aus erreichbaren Relaisstationen
voll zum Tragen kommt.
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Die Relaisstationen 12, 40, 41 bzw. die Zubringer-Funkstationen 33,
44, 45 sowie gegebenenfalls noch weitere Relaisstationen und Zubringer-Funkstationen
gehören zu einer Funkzentrale 50 mit einer Sende-Empfangsantenne 51 sowie einem
damit verbundenen Sendeteil 52 und Empfangsteil 53. An das Empfangsteil schließt
sich eine Empfänger-Auswahleinheit 54 an, die im wesentlichen die Qualitätssignale
auswertet und deren erster Ausgang 55 mit dem Sendeteil 52 verbunden ist.
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Die Empfänger-Auswahleinheit 54 steht über einen Schalter 56, einen
zweiten Ausgang 57 und eine mehradrige Leitung 58 mit einem Bedientisch in Verbindung,
der dem Fachmann bekannt ist und der der übersichtlichkeit halber in Fig. 1 nicht
dargestellt ist. Während zwischen den mobilen Funkstationen und den Relais stationen
einerseits und den Zubringer-Funkstationen und der zentralen Funkstation andererseits
Funkverbindungen bestehen, sind zwischen den Relaisstationen und ihren Zubringer-Funkstationen
vorzugsweise ein- oder mehradrige Leitungsverbindungen vorgesehen.
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Im folgenden wird die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Diversity-Funknetzes
in Verbindung mit den Fig. 2A und 2B erläutert.
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Wird in einer mobilen Funkstation, zum Beispiel der mobilen Funkstation
10, zu einem Zeitpunkt t1 (Fig. 2A) eine Sendetaste betätigt, so wird automatisch
der Sender dieser Funkstation hochgetastet und der HF-Träger für eine Vorlaufzeit
tV von zum Beispiel 200 ms von der Antenne 11 abgestrahlt.
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Die Antennen 11, 42, 43 der in Reichweite befindlichen Relaisstationen
12, 40, 41 empfangen den HF-Träger, so daß die dauernd betriebsbereiten Empfangsteile
15 der Relaisstationen an ihrem Ausgang 16 je ein Squelch-Signal abgeben, das dem
Eingang 19 der Steuervorrichtung 20 zugeführt wird.
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In der Steuervorrichtung wird ein Qualitätskriterium gebildet, das
von der Empfangsqualität des Hochfrequenzträgers, also zum Beispiel vom Signal-Rausch-Verhältnis,
abhängt. Der in der Steuervorrichtung 20 ermittelte Wert des Qualitäts-« kriteriums
wird als digitales Qualitätssignal Q1 (Fig. 2B) zusammen mit der Kennung der betreffenden
Relaisstation über die Antenne 39 des Zubringer-Sendeteils 34 ausgestrahlt. Die
Qualitätssignale Q2, Q3 der anderen Relaisstationen 40, 41 folgen dann in fest vorgegebenen
Abständen (Zeitmultiplex-Prinzip).
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Das dauernd empfangsbereite Empfangsteil 53 der zentralen Funkstation
50 empfängt nacheinander die Qualitätssignale und wertet sie in der Empfänger-Auswahleinheit
54 derart aus, daß, wenn das beste Qualitätssignal, zum Beispiel Q1, ermittelt ist,
an dem ersten Ausgang 55 ein Befehlssignal abgegeben wird, das die Adresse der ersten
Zubringer-Funkstation 33 enthält. Das Befehlssignal wird mittels des Sendeteils
52 über die Antenne 51 ausgestrahlt und von den Empfangsteilen aller Zubringer-Funkstationen
33, 44, 45 empfangen.
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Nur das Empfangsteil 37 der ersten Zubringer-Funkstation 33 erkennt
das für sich bestimmte Befehlssignal und gibt einen Schaltimpuls an den Eingang
31 der Steuervorrichtung 20 sowie an den Eingang 18 des Sendeteils 14 ab. Dadurch
wird erstens der Schalter 32 geschlossen und die NF-Verbindung zwischen dem Ausgang
17 des Empfangsteils 15 und dem Sendeteil 34 der ersten Zubringer-Funkstation 33
hergestellt und zweitens der Sendeteil 14 hochgetastet, so daß später Sprach-oder
Datensignale von der Funkzentrale 50 über die Zubringer-Funkstation 33 und die erste
Relaisstation 12 zu der mobilen Funkstation 10 übertragen werden können.
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Die Steuervorrichtung 20 sorgt beim Empfang eines HF-Signals dafür,
daß der Umschalter 23 die in Fig. 1 gezeigte Lage einnimmt und der Schalter 32 geschlossen
ist. Dadurch wird ein durch die Speichervorrichtung 20 um die Zeit T (Fig. 2A) verzögertes
Datentelegramm D' der Meldung M der mobilen Funkstation 10 mittels des Sendeteils
34 der Zubringer-Funk' station 33 über deren Antenne 39 abgestrahlt und an die Funkzentrale
50 weitergeleitet. Das beispielsweise die Kennung der mobilen Funkstation 10 sowie
deren Standort in kodierter Form enthaltende Datentelegramm D wird in der Funkzentrale
mit dem Empfangsteil 53 empfangen und über die Empfänger-Auswahleinheit 54, deren
Schalter 56 zu dieser Zeit geschlossen ist, und die Leitung 58 dem Bedientisch zugeführt,
an dem Adresse und Standort der mobilen Funkstation 10 angezeigt sowie gegebenenfalls
aufgezeichnet werden. Hat das Datentelegramm D die Speichervorrichtung 21 passiert,
dann schaltet die Steuervorrichtung 20 den Umschalter 23 um, wodurch die Speichervorrichtung
umgangen wird und die weitere NF-Übertragung, zum Beispiel die Sprachübertragung,
unverzögert stattfindet.
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Aus den Fig. 2A und 2 B geht deutlich hervor, daß ohne die angenommene
Verzögerungszeit T die Qualitätssignale Q1 ... von maximal vier Zubringer-Funkstationen
33 ... übertragen werden
können, ohne daß das Datentelegramm D
verlorengeht bzw.
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verstümmelt wird. Ist beispielsweise noch ein fünftes Qualitätssignal
Q5 zu übertragen, so kann erst nach dem Zeitpunkt t2 (Fig. 2B) die Funkzentrale
50 die Empfängerauswahl vornehmen, das heißt ein Befehlssignal aussenden, das den
Schalter 32 zum Beispiel der Relaisstation 12 schließt. Zu diesem Zeitpunkt hat
jedoch die mobile Funkstation 10 schon einen Teil des Datentelegramms D ausgesendet,
das wegen des noch nicht geschlossenen Schalters 32 nur zu einem Teil an die Funkzentrale
50 weitergeleitet würde.
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Bei fünf oder mehr Relaisstationen, die von einer mobilen Station
aus erreichbar sind, wird deshalb eine Verzögerungszeit T durch die Speichervorrichtung
21 vorgesehen. Aufgrund dieser Verzögerung wird das Datentelegramm D zu einem Datentelegramm
D', dessen Beginn zu einem Zeitpunkt t3 einen ausreichenden Abstand zum Ende des
letzten Qualitätssignals, zum Beispiel Q5, zum Zeitpunkt t2 aufweist. Auf diese
Weise können alle Qualitätssignale ausgewertet werden, und das Befehlssignal kann
den Schalter 32 rechtzeitig vor dem Eintreffen des Datentelegramms D' schließen.
Nach Abschalten des Senders der mobilen Funkstation 10 wird der Schalter 32 der
Steuervorrichtung 20 wegen des nun fehlenden Squelch-Signals automatisch wieder
geöffnet und damit der NF-Weg vom Empfangsteil 15 zum Sendeteil 34 gesperrt.
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Als Speichervorrichtung 21 kommen beispielsweise eine Laufzeitleitung,
eine analoge Eimerketten-Schaltung, eine Schaltung aus einem Analog-Digital-Wandler,
einem damit verbundenen Schieberegister und einem darauffolgenden Digital-Analog-Wandler
oder ein Endlos-Magnetband in Frage. Die Verzögerung -T der Speichervorrichtung
21 wird so bemessen, daß sie die Zeit zwischen dem Beginn des Datentelegramms und
der erfolgten Durchschaltung des Empfangssignals zur Zentrale überbrückt.
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In dem beschriebenen Beispiel wird die Speichervorrichtung 21 nur
für die Verzögerung des Datentelegramms D wirksam. Gegebenenfalls kann es aber auch
vorteilhaft sein, die Speichervorrichtung dauernd zur Wirkung kommen zu lassen und
somit auf den Umschalter 23 zu verzichten.
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