DE3236365A1

DE3236365A1 - Funksystem zur nachrichtenuebertragung mit sich laengs vorgegebener strecken bewegenden sende-empfangsstationen

Info

Publication number: DE3236365A1
Application number: DE19823236365
Authority: DE
Inventors: Pedro De Dr.-Ing. La Fuente; Gerhard Dr.-Ing. 7900 Ulm Reinhold
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1982-10-01
Filing date: 1982-10-01
Publication date: 1984-04-05

Description

Beschreibung
Funksystem zur Nachrichtenübertragung mit sich längs vorgegebener Strecken bewegenden Sende-Empfangsstationen Die Erfindung betrifft ein Funksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, insbesondere ein Funksystem zur linienförmigen Zugbeeinflussung. Ein solches Funksystem ist aus der DE-AS 29 31 o84 bekannt.
Bei den eingangs genannten Funksystemen arbeiten sowohl die Fahrzeuggeräte in beweglichen Stationen als auch die in Zentralen eingesetzten Rechner mit dem NRZ-Code (Non Return to Zero Code). Dieser Code enthält einen Gleichstromanteil und ist daher auf den meisten Kabelstrecken, insbesondere solchen, die Ubertrager enthalten, nicht übertragbar. Nach dem Stand der Technik wird daher auf dem Kabel ein zusätzlicher Träger benutzt, welchem die zu übertragenden Daten aufmoduliert werden.
Gemäß der o.g. DE-AS 29 31 o84 erzeugt ein Trägersignal generator am der Zentrale entferntesten Ende des Kabels einen Träger. Bei den ortsfesten Sende-Empfangsstationen ist jeweils über einen Übertrager ein Amplitudenmodulator angeschlossen. Im Takt der empfangenen Nachricht wird der Träger auf dem Kabel fast 100 % amplitudenmoduliert und in der Zentrale über einen Demodulator mit Schwellwertschaltung die Nachricht wiedergewonnen.
Die DE-PS 27 51 417 beschreibt ebenfalls ein Funksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. In der Zentrale wird ein Taktsignal erzeugt und über Kabel an die ortsfesten Sende-Empfangsstationen gesendet. Dort wird es mit den (über Funk) empfangenen Nachrichten phasenmoduliert und über Kabel an die Zentrale zurückgesendet.
Bei beiden bekannten Funksystemen wird für die Hin- und Rückübertragung zwischen ortsfesten Stationen und Zentrale eine Vierdrahtleitung benötigt, sei es um den zusätzlichen Träger bei den ortsfesten Stationen zu synchronisieren, sei es um die Übertragung in beiden Richtungen zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Funksystem der eingangs genannten Art zu vereinfachen und den Aufwand für die Übertragung zwischen ortsfesten Sende-Empfangsstationen und Zentrale zu verringern.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren noch näher erläutert.
FIG. 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Funksystem.
FIG. 2 zeigt ein Impulsdiagramm für eine erfindungsgemäße Umkodierung.
FIG. 1 zeigt ein Funksystem zur linienförmigen Zugbeeinflussung, dessen Funkgeräte S/E vorzugsweise mit Millimeterwellenfunk arbeitenfür den digitalen Nachrichtenaustausch zwischen Fahrzeugen FZ und ortsfesten Sende-Empfangsstationen OF, welche entlang der Strecke angeordnet sind. Die ortsfesten Stationen OF sind zu Übertragungsabschnitten zusammengefaßt und über Kabel mit einer Zentrale Z, welche einen Rechner enthält, verbunden. In unterschiedlichen Übertragungsabschnitten werden unterschiedliche Nachrichten übermittelt, von Abschnitt zu Abschnitt findet daher ein Funkfrequenzwechsel statt. FIG. 1 zeigt der Einfachheit halber nur einen Übertragungsabschnitt.
Soweit notwendig sind in den ortsfesten Stationen OF Laufzeitglieder r eingefügt.
Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung zwischen ortsfesten Stationen OF und Zentrale Z über ein einziges vieradriges Kabel, z.B. ein Fernmeldekabel, mit zwei Adernpaaren AP1 und AP2. In der FIG. 1 sind die beiden Adernpaare lediglich aus Darstellungsgründen räumlich getrennt gezeichnet. An das erste Adernpaar AP1 sind die ortsfesten Sende-Empfangsstationen OF angeschlossen; an den Nahtstellen zwischen Ubertragungsabschnitten ist das Adernpaar jeweils reflexionsfrei abgeschlossen mit einer Impedanz A.
Über das zweite Adernpaar AP2 erfolgt die Verbindung zwischen Zentrale Z und den Übertragungsabschnitten, und zwar im gezeigten Beispiel in Trägerfrequenztechnik. Die Zentrale enthält eine handelsübliche Z12-Endstelle für zwölf TF-Kanäle. Für jeden Übertragungsabschnitt ist das Adernpaar APl über einen handelsüblichen Z12-Abzweiger für einen TF-Kanal an der Stelle D an das Adernpaar AP2 gekoppelt.
Wie bereits erwähnt, arbeiten das Fahrzeuggerät FZG der beweglichen Station FZ und der Rechner in der Zentrale Z mit dem NRZ-Code. Dieser einen Gleichstromanteil enthaltende Code ist auf dem Kabel AP1/AP2 nicht übertragbar.
Erfindungsgemäß enthalten nun die Zentrale und das Fahrzeug einen Kodierer Codec bzw. Cod, in welchem die Daten aus dem NRZ-Code in einen gleichstromfreien Code umgesetzt werden, welcher direkt auf dem Kabel übertragbar ist. Von mehreren ortsfesten Stationen OF empfangene Signale können direkt phasenrichtig überlagert werden. Dadurch wird der Aufwand für die Übertragung auf dem Kabel beträchtlich verringert. Für die Übertragung in Hin- und Rückrichtung in einem Übertragungsabschnitt reicht ein zweiadriges Kabel aus.
Zur Umkodierung können vielerlei Codes verwendet werden, wie SSMA-Codierungen oder die Absendung eines langsamen Taktes für den einen logischen Zustand und eines schnelleren Taktes für den anderen logischen Zustand. Bevorzugt wird jedoch eine Split-Phase-Codierung (auch Bi-Phase-oder Manchester-Codierung genannt) eingesetzt.
Bei einer Datenbitrate von 1200 bit/sec ergibt sich nach Umkodierung in den Split-Phase-Code ein Signal, dessen Spektrum im NF-Band liegt. Dieses Signal wird von den Sende-Empfangsgeräten S/E FSK-moduliert ausgesendet. Eine Sendung des Fahrzeugs FZ wird von einer oder mehreren ortsfesten Stationen OF empfangen, wieder demoduliert und Split-Phase-codiert in das Kabel eingespeist. Bis auf (ggf. durch Laufzeitglieder auszugleichende) Laufzeitunterschiede überlagern sich die Signale mehrerer ortsfesten Stationen OF phasenrichtig auf dem Kabel, weil sie aus der gleichen Quelle auf dem Fahrzeug FZ stammen. In Empfangsrichtung werden die Signale in der Zentrale bzw. im Fahrzeug im Dekodierer Codec bzw. Dec wieder in den NRZ-Code umgewandelt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Nachrichten in Sende- bzw. Empfangsrichtung auch auf dem Adernpaar APl frequenzmäßig getrennt. In der Richtung ortsfeste Stationen OF zu den Z12-Abzweigern erfolgt die Übertragung der Split-Phase-codierten Daten im Basisband. In der Gegenrichtung wird ein zusätzlicher Träger verwendet, welcher zweiseitenband-amplitudenmoduliert wird. Zum Hoch- bzw.
Heruntersetzen sind Frequenzumsetzer FU vorgesehen.
Die Split-Phase-Codierung soll nun anhand einer vom Fahrzeug FZ ausgehenden Nachrichtensendung näher betrachtet werden. In FIG. 2 ist Signal 1 das vom Fahrzeuggerät FZG abgegebene NRZ-Signal. Die hervorgehobene erste abfallende Flanke 7 wird auf der anderen Seite der Übertragung ausgewertet und darf nicht wesentlich verfälscht werden. Außerdem enthält das Signal i einen Schritt 1 1/2facher Länge zur Rahmensynchronisation, der auch ausgewertet wird.
Mit dem ersten Zustandswechsel bei 1 wird im Kodierer Cod ein Takt 2 in definierter Form (in FIG. 2 nach unten beginnend) gestartet. Die Signale 1 und 2 werden miteinander XOR-verknüpft und ergeben das Split-Phase-codierte Signal 3, das auf dem Funkweg FSK-moduliert abgesendet wird. Das Signal 4 am Ausgang des Empfängers der ortsfesten Station OF folgt im wesentlichen Signal 3, nur die allererste Flanke ist verschliffen. Daher wird mit Auftreten der zweiten Flanke im Dekodierer Codec der Zentrale Z ein weiterer Takt 5 in definierter Form (in FIG. 2 nach oben) gestartet. Die XOR-Verknüpfung der Signale 4- und 5 ergibt das NRZ-Signal 6, welches über die Anpassungsschaltung Anp an den Rechner gegeben wird. Der Vergleich mit Signal 1 ergibt, daß sowohl die erste abfallende Flanke 7 als auch der 1 1/2fache Schritt unverfälscht und praktisch unverzögert (!) wiedergegeben werden.
Die Auswirkung eines kurzen Übertragungsf ehlers 8 ist in Signal 4 und 6 gestrichelt angedeutet.
Bei Überlagerung mehrerer Split-Phase-Signale auf dem Kabel ergibt sich von selbst bei richtiger Pegelung eine Mehrheitsbildung.
Die Kodierer und Dekodierer Codec, Cod, Dec bestehen im wesentlichen nur aus einem Taktgenerator und einem XOR-Gatter.
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Claims

Patentansprüche 1. Funksystem zur digitalen Nachrichtenübertragung zwis en sich längs vorgegebener Strecken bewegender Sende-Empfangsstationen und längs dieser Strecken angeordneten ortsfesten Sende-Empfangsstationen, welche über ein Kabel mit einer Zentrale verbunden sind, und bei dem sich die von mehreren ortsfesten Sende-Empfangsstationen empfangenen Nachrichten auf dem Kabel überlagern können, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Sende-Empfangsstationen (FZ) Kodierer (Cod) aufweisen zum Umkodieren auszusendender in einem gleichstrombehafteten Code vorliegender Daten in einen gleichstromfreien Code, und daß die Zentrale (Z) einen Dekodierer (Codec) aufweist zum Umkodieren empfangener Daten in den ursprünglichen Code.
2. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrale (Z) ebenfalls einen Kodierer (Codec) aufweist und die beweglichen Sende-Empfangsstationen einen Dekodierer (Dec) zum Umkodieren der Nachrichten in gleicher Weise.
3. Funksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch. gekennzeichnet, daß in den ortsfesten Sende-Empfangsstationen (OF) Laufzeitglieder (2() zum Ausgleich der Laufzeiten von und zu der Zentrale (Z) angeordnet sind.
4. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Daten in den Split-Phase-Code umkodiert werden.
5. Funksystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kodierer und Dekodierer (Codec, Cod, Dec) jeweils aus einem Taktgenerator und einem XOR-Gatter bestehen.