DE3304451C1 - Verfahren und Einrichtung zur bidirektionalen Informationsübertragung zwischen einer stationären Hauptstation und mehreren mobilen Unterstationen - Google Patents

Description

• Weitere Einzelheiten des Verfahrens und Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Fig. 1 eine Hauptstation mit ihrem Sende- bzw. Empfangsbereich und mehrere mobile Unterstationen, F i g. 2 ein Zeitdiagramm der Sende- und Empfangssignale für abwechselnde Umschaltung der Hauptstation von Senden auf Empfangen, F i g. 3 ein Zeitdiagramm der Sende- und Empfangs-
• impulse für ständiges Senden und gleichzeitiges Empfangen der Hauptstation, Fig.4 ein Zeitdiagramm der Sendesignale der Hauptstation und der Unterstationen gemäß F i g. 3 für mehrere Datenblöcke, F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Hauptstation, F i g. 6 ein Blockschaltbild einer Unterstation für abwechselnde Umschaltung der Hauptstation auf Senden und Empfangen gemäß F i g. 2 und F i g. 7 ein Blockschaltbild einer Unterstation für ständiges Senden der Hauptstation gemäß F i g. 3.
• Das Übertragungssystem besteht aus einer stationären Hauptstation H, die sowohl eine Sende- als auch eine Empfangseinrichtung besitzt und aus mehreren mobilen Unterstationen U 1 bis Un, die ebenfalls mit Empfangs- als auch mit Sendeeinrichtungen ausgerüstet sind. In F i g. 1 ist eine mögliche geometrische Anordnung von Haupt- und Unterstationen gezeigt. In F i g. 1 ist eine Hauptstation H dargestellt, die eine ortsfeste Bake am Straßenrand sein kann. Die Sende- und Empfangseinrichtutig der Hauptstation wird vorzugsweise am Mast einer Verkehrsampel montiert sein. Der Sende- bzw. Empfangsbereich SEB der Hauptstation H erfaßt die auf die Verkehrsampel (H) zufließenden Fahrzeuge mit den jeweiligen Unterstationen U Es befindet sich eine begrenzte Anzahl (m) von mehreren (n) ortsveränderlichen Unterstationen U1 bis Um im Sende-bzw. Empfangsbereich SEB; die übrigen Unterstationen Um + 1 bis Un befinden sich noch außerhalb des Sende- bzw. Empfangsbereichs SEB. Die im Sende- bzw.
• Empfangsbereich SEB der Hauptstation H befindlichen Unterstationen U1 bis Um können mit der Hauptstation Hden Datenaustausch nach dem erfindungsgemälosen Übertragungsverfahren vornehmen. Die Informationsübertragung kann beispielsweise mittels Infrarot-Lichtwellen erfolgen. Dabei kann nach einem erfindungsgemäßen Übertragungsverfahren die Hauptstation Hnicht ständig senden. Die Hauptstation Hsendet und empfängt jeweils abwechselnd. Die Hauptstation H sendet einen vollständigen Datenblock und schaltet dann auf Empfang, wie im Zeitdiagramm in der F i g. 2 dargestellt ist. Die mobilen Unterstationen U sind normalerweise immer auf Empfang geschaltet.
• In F i g. 2 ist das Zeitdiagramm der Sende-/Empfangssignale bei abwechselnder Umschaltung der Hauptstation H auf Senden (SEN) und Empfangen (EMP) gezeigt. Die Hauptstation In beginnt zum Zeitpunkt tO für die Zeit TK5-zu Senden SENh. Zum Zeitpunkt t 1 schaltet die Hauptstation H für die Zeit TE auf Empfang EMPh, zum Zeitpunkt T2 wieder für die Zeit TS auf Senden SENh, usw. Dabei setzt die Hauptstation einen vollständigen Datenblock mit den Informationsdaten der Hauptstation ab, die an alle im Sende- bzw. Empfangsbereich (SEB) der Hauptstation H befindlichen Unterstationen U1 bis U3 gerichtet sind. Die Zeitdiagramme für die Unterstationen U1 bis U3 sind entsprechend unter dem Zeitdiagramm der Hauptstation H dargestellt. Die Unterstationen U sind normalerweise auf Empfang EMPgeschaltet. Es sei nun angenommen, daß jede der hier im Beispiel aufgeführten Unterstationen U t bis U3 jeweils einen vollständigen Datenblock empfangen (EMPu t, EMPu 2, EMPu 3) hat, so senden die jeweiligen Unterstationen ihrerseits innerhalb eines von ihnen ausgewählten Zeitbereichs ZB aus einer vorgegebenen Anzahl von Zeitbereichen ZB 1 bis ZB 8 ihren Datenblock Im Beispiel nach F i g. 2 senden die Unterstationen U1 und U3 im selben Zeitbereich ZB 3, d. h. gleichzeitig. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Empfangseinrichtung der Hauptstation, wie später noch erläutert wird, diese Datenblöcke nicht richtig empfangen, so daß sie ignoriert werden. Die Unterstation U2 hat ihren Datenblock im Zeitbereich ZB 7 gesendet. Dieser kann von der Empfangseinrichtung der Hauptstation korrekt empfangen und verarbeitet werden. Wie oben schon ausgeführt, wird mit jedem Datenblock einer Unterstation (z. B. U2) zusätzlich zu den Informationsdaten der Unterstation die Codenummer CN (z. B. CN12) der betreffenden Unterstation (U2) und die Zeitbereichsnummer ZBN des entsprechend ausgewählten Zeitbereichs ZB 7 mitübertragen. Nach der Empfangszeit TE der Hauptstation H sendet (TS) die Hauptstation H wieder einen Datenblock, hier im Ausführungsbeispiel zum Zeitpunkt t 2.
• Mit den Sendeinformationen der Hauptstation (H) werden die Zeitbereichs- und Codenummern (ZBN und CN) aller jener Unterstationen (U) gesendet, deren Datenblöcke unmittelbar zuvor korrekt empfangen wurden. Im Ausführungsbeispiel ist dies die Unterstation U2. Dieser betreffenden Unterstation (U2) wird daher mitgeteilt, daß ihre Sendeinformationen richtig empfangen wurden, so daß ein erneutes Senden dieser Unterstation nicht mehr nötig ist. Die Sendeeinrichtung der betreffenden Unterstation wird gesperrt. Da die bereits gesendet habenden Unterstationen U 1 und U3 mit dem Datenblock der Hauptstation in der Sendezeit TS der Hauptstation zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 kein Quittungssignal (ZBN3 + CN9 und ZBN3 + CN3) über den korrekten Empfang ihre Sendedaten erhalten haben, wird diesen Unterstationen (U 1, U3) indirekt mitgeteilt, daß der betreffende Zeitbereich (ZB 3) gestört war und sie erneut senden müssen. Nach Empfang des gesendeten Datenblocks der Hauptstation schalten die Unterstationen U1 und U3 zum Zeitpunkt t3 auf Senden (SENu 1 und SENu 3).
• Der ausgewählte Zeitbereich ZB sei für die Unterstation U 1 der Zeitbereich ZB 1 und für die Unterstation U2 der Zeitbereich Zu 5. Die Datenblöcke der beiden Unterstationen (U1 und U3) können korrekt empfangen (EMPh) werden, da sie in verschiedenen Zeitbereichen (ZB) liegen. Mit dem Senden des nächsten Datenblocks ab dem Zeitpunkt t4 der Hauptstation H wird den beiden Unterstationen U1 und U3 der korrekte Empfang ihrer Datenblöcke mitgeteilt (ZB 1 + CN 16, ZB5 + CN2). Mit dem Zeitpunkt t5 setzt sich dieser erfindungsgemäße, bidirektionale Datenaustausch zwischen einer Hauptstation und mehreren Unterstationen fort.
• Normalerweise können sich im Sende- und Empfangsbereich SEB der Hauptstation H, wie in F i g. 1 prinzipiell dargestellt, mehrere mobile Unterstationen U 1 bis Um aufhalten, als Zeitbereiche ZB vorhanden sind. Würden alle Unterstationen Ugleichzeitig senden, könnten sich bei dem beschriebenen Verfahren Probleme ergeben. In der Praxis ist dies jedoch nicht der Fall, da der Ablauf nach F i g. 2 dynamisch betrachtet werden muß. Für die Funktion des Verfahrens sind nur die jeweils in den Sende-Empfangsbereich SEBder Hauptstation H einfahrenden Unterstationen von Interesse, da alle anderen im Sende- und Empfangsbereich der Hauptstation befindlichen Unterstationen mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits gesendet haben, und ihnen, wie bereits beschrieben, direkt mitgeteilt wurde, nicht mehr zu senden.
• Geht man von einer beispielsweisen Sendezeit der Hauptstation von 20 ms und einer Empfangsbereitschaft von 10 ms aus, dann stehen für drei Unterstatio- nen. die gleichzeitig, d. h. mit einer Zeitdifferenz von kleiner als 30 ms, in den Sende- bzw. Empfangsbereich der Hauptstation einfahren, mindestens 33 8 Zeitbereiche ZB zur Übertragung von Informationen zur Hauptstation zur Verfügung. Diese Anzahl ergibt sich aus der Zeit (angenommener Wert 1 Sek.) die zur Verfügung steht, bis weitere Unterstationen in den Sende-bzw. Empfangsbereich der Hauptstation einfahren können, geteilt durch die Summe aus je einer Sende- und Empfangszeit der Hauptstation. Bei beispielsweise drei Unterstationen (U) und acht Zeitbereichen (ZB) ergeben sich: ZBI = 8! =4032=336 Variationen (Zß-LI)! (8-3)! 120 aus 512 möglichen Kombinationen in denen die gewählten Zeitbereiche der Unterstationen verschieden sind.
• Das entspricht 65,7%. Bei acht Zeitbereichskombinationen, d. h. bei 1,5% der Fälle senden alle drei Unterstationen im selben Zeitbereich, in den restlichen 32,8% der Fälle sendet eine Unterstation ungestört. Somit gilt bereits für die ersten acht Zeitbereiche, daß in 98,5% der Fälle mindestens eine Unterstation ungestört senden kann.
• In einem abgewandelten Übertragungsverfahren erfolgt die Informationsübertragung von der Hauptstation (H) zu den Unterstationen (U) und die Rückmeldung von der Unterstation zur Hauptstation nicht nacheinander sondern gleichzeitig. Dies ist in F i g. 3 veranschaulicht. Die F i g. 3 zeigt die zeitliche Staffelung der Sendesignale bzw. -impulse. Das Sendesignal Slh der Hauptstation H besteht aus Impulsen, vorzugsweise in einem vorgegebenen Impuls-Raster. Das Impulspausenverhältnis kann dabei minimal 1:10 bis maximal 1: 70 betragen. Die Sendeimpulse Slh der Hauptstation H sind im Zeitdiagramm a) der F i g. 3 dargestellt. Es werden nahezu ständig von der Hauptstation H Impulse Slh von einem vorgegebenen Impulsraster TZR mit einem bestimmten lmpulspausenverhältnis gesendet. In den Impulspausen TPh können Impulse Slu von sendenden Unterstationen Uempfangen (TEh)werden. Dabei kann ein vollständiger Datenblock DB 1, DB 2 usw. vor und nach den eigentlichen Informationsdaten 1F0 eine Reihe von Vorlauf (VL) und Nachlauf (NL)lmpulsen aufweisen. Zwischen jedem Datenblock DB 1, DB2 usw.
• können Signallücken oder fortlaufende Sendeimpulse, sogenannte Flagsignale, vorgesehen sein. Die Sendeinformation der Hauptstation gliedert sich also in einzelne Datenblöcke, die sich nahtlos aneinander reihen. Sie können jedoch auch durch Flagsignale oder Signallükken voneinander getrennt sein, wie in F i g. 3a gezeigt.
• Unter dem Sendeimpulsdiagramm a) der Hauptstation H sind die Sendeimpulse Slu der Unterstationen U im Impulsdiagramm b) dargestellt. Der dort gezeigte rechteckförmige Sendeimpuls Slu besteht in Wahrheit aus einer Reihe von Sendeimpulsen (Slu), wie in F i g. 3d gezeigt, die innerhalb der Impulspausen TPh der Hauptstation (H) von der Unterstation U an die Hauptstation Hgesendet werden. Da die Hauptstation Hständig Impulse Slh in einem bestimmten Impuls-Raster sendet, können Sendeimpulse (Slu) von Unterstationen (U) innerhalb der Impulspausen (TPh) der Hauptstation H empfangen (TEh)werden, wie in den Pulsdiagrammen c) und d) der F i g. 3 dargestellt ist. Das Sendeimpulsdiagramm der Hauptstation und das Sendeimpulsdiagramm einer Unterstation stellt einen schmalen Ausschnitt aus den Diagrammen a) und b) dar. Diese sind im Zeitdiagramm c) und d) dargestellt.
• Die Sendeimpulse Slh der Hauptstation H werden in einem bestimmten Zeitraster TZR (F i g. 3c und d) gesendet. Der Sendeimpuls Slh hat die Zeitdauer TSh. Die Pause bis zum nächsten Sendeimpuls ist mit TPh bezeichnet. Innerhalb dieser Pulspause TPh ist die Hauptstation H für die Zeit TEh empfangsbereit. Innerhalb dieser Zeit TEh wird der Sendeimpuls Slu einer Unterstation U gesendet. Das Sendesignal der Unterstation Slu wird vom Sendesignal Slh der Hauptstation Habgeleitet und/oder synchronisiert und liegt zeitverzögert bzw. phasenverschoben zwischen zwei möglichen Sendeimpulsen Slh der Hauptstation H. Dabei liegt die Sendeimpulszeit TSu der Unterstation U zwischen einem minimalen TSu min und einer maximalen TSu max Sendeimpulszeit.
• In F i g. 4 ist der Ablauf des Datenaustausches gemäß dem Verfahren, wie zur F i g. 3 beschrieben, noch einmal dargestellt. Erst wenn impulsweise ein vollständiger Datenblock DB 1 der Hauptstation H abgesetzt ist, kann eine oder mehrere Unterstationen U t bis U3 mit dem impulsweisen Aussenden des jeweiligen Datenblocks der Unterstation beginnen, wobei dies ebenfalls in ausgewählten Zeitbereichen (ZB) erfolgt. Insgesamt gesehen, ergeben sich bei diesen Übertragungsverfahren ähnliche Verhältnisse wie beim erst beschriebenen Verfahren anhand der F i g. 2. Mit den Informationsdaten der Unterstationen. z. B. der Unterstation U 1, werden zusätzlich die Codenummern (CN9) im Zeitbereich ZB3 der Unterstation U 1 zur Hauptstation Hübertragen. Dies geschieht während die Hauptstation H den zweiten Datenblock DB 2 sendet. Erst mit dem dritten Datenblock DB 3 der Hauptstation Hwird der korrekte Empfang eines Datenblocks der betreffenden Unterstation (U 1) quittiert. Dies geschieht in der oben schon beschriebenen Weise, nämlich daß zusätzlich zu den Sendeinformationsdaten der betreffende Zeitbereich und die entsprechende Codenummer der Unterstation übertragen wird, in diesem Beispiel ZBN3 + CN9.
• Ebenso geschieht dies für die weiteren Unterstationen, deren Daten korrekt empfangen wurden. In F i g. 4 ist dies veranschaulicht, wobei mit den Pfeilen die jeweiligen lnformationsrichtungen angegeben sind. Dort ist das Zeitdiagramm der Hauptstation H und darunter entsprechend die Zeitdiagramme der Unterstationen U 1 bis U3 dargestellt. Bei diesen Übertragungsverfahren ergibt sich, daß ein in den Sendebereich einer Hauptstation einfahrendes Fahrzeug mit seiner Unterstation einen »geradzahligen« Datenblock (DB 2, DB4 usw.) oder einen »ungeradzahligen« Datenblock (DB 1, DB3, DB5 usw.), hier nicht dargestellt, empfängt. Aus der Tatsache, daß bei diesen Übertragungsverfahren systembedingt nur entweder in jedem »geradzahligen« Datenblock der Hauptstation oder nur in jedem »ungeradzahligen« Datenblock Rückmeldungen der Unterstationen zu erwarten sind, lassen sich erfindungsgemäß auch Prioritäten für die Unterstationen einbauen. Beispielsweise können für spezielle Unterstationen mit Sonderfunktionen, z. B. Notdienst-Fahrzeuge, die »geradzahligen« Datenblöcke reserviert sein, während für alle anderen Unterstationen »ungeradzahlige« Datenblöcke vorgesehen sind.
• In F i g. 5 ist ein Blockschaltbild einer Hauptstation H dargestellt. Die Hauptstation H weist eine Sendeeinrichtung Sh und eine Empfangseinrichtung Eh auf, die zeittaktgesteuert abwechselnd auf Senden SEN und auf Empfang EMP mit einer Sende-/Empfangs-Umschaltung SEU umgeschaltet werden können. Beispielsweise wird die Sendeeinrichtung Sh für Senden und die Empfangseinrichtung Eh für Empfangen freigegeben. Für das abgewandelte Übertragungsverfahren, wie es anhand der F i g. 3 und 4 beschrieben wurde, bei dem die Sendeeinrichtung Sh ständig sendet, wird die Empfangseinrichtung Eh in den Sendeimpuispausen (TPh) für eine bestimmte Zeit (TEh) mit einem modifizierten Sende-/ Empfangs-Umschalter (EMP) empfangsbereit geschaltet. Die zu sendenden Informationsdaten gelangen aus einem Speicher für Sendeinformationen SSh über ein Verknüpfungsglied,z. B. ein UND-Glied G 2 an die Sendeeinrichtung Su. Die Empfangseinrichtung Eh ist mit einer Empfangskontrolleinrichtung EKh verbunden, die die korrekt empfangenen Daten einer Unterstation, also bei einem positiven Kontrollergebnis, an eine Speichereinrichtung für Empfangsinformationen SEh weitergibt.
• Die empfangenen Informationsdaten der Unterstation bzw. der Unterstationen (von Su) werden als vollständige Datenblöcke im Speicher für die Empfangsinformationen SEh für eine weitere, hier nicht näher behandelte Verarbeitung abgelegt. Mit der Freigabe der Empfangseinrichtung Eh wird gleichzeitig eine Zeitbereichsbildungsvorrichtung ZBV, die ein Zeitglied sein kann, gestartet. Die Zeitbereichsbildungsvorrichtung ZBV und die Empfangskontrolleinrichtung EKh sind über ein Verknüpfungsglied, z. B. ein UND-Glied G3 mit einem Speicher SZfür Empfangszeitbereich-Nummern (ZBN) und spezifische Codenummer (CN) verbunden. Bei korrekt empfangenen Daten der Unterstationen werden die jeweiligen Zeitbereichs- und Codenummern im Speicher SZgespeichert.
• Der Ausgang dieses Speichers SZist mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes G 2 verbunden. Die Zeitbereichsbildungsvorrichtung ZBV kann die Zeittaktsteuerung der Sende-/Empfangs-Umschaltung SEU beeinflussen. Beispielsweise veranlaßt die Zeitbereichsbildungsvorrichtung ZBV die Sende-/Empfangs-Umschaltung SEU, die Empfangseinrichtung Eh freizugeben und zählt mit einem Zeitglied die im Ausführungsbeispiel vorgegebenen acht Zeitbereiche ZB1 bis ZB 8 durch.
• Wird innerhalb eines Zeitbereichs (ZB) der gültige Empfang eines- Datenblocks von der Empfangskontrolleinrichtung -EKh erkannt, so gelangt dieses Signal an das UND-Glied G 1. Über das UND-Glied G 1 wird die betreffende Zeitbereichsnummer (ZBN) mit der empfangenen Codenummer (CN) der betreffenden Unterstation aus dem empfangenen Datenblock in den Speicher SZfür-Empfangszeitbereich- und Codenummer gegeben. Aus dem Speicher SZ gelangen beim nächsten Senden SEN der Hauptstation H die Zeitbereichsnummer und die Codenummer (ZBN und CN) mit den Informationsdaten aus dem Speicher für Sendeinformation SSh über das UND-Glied G 2 an die Sendeeinrichtung Sh-und damit an die Unterstationen (zu Eu).
• In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild einer mobilen Unterstation Udargestellt. Die Unterstation U befindet sich grundsätzlich solange im Betriebszustand »Empfang« bis ein als gültig erkannter Datenblock der Hauptstation (von Su) empfangen wurde. Dazu weist die Unterstation U eine Empfangseinrichtung Eu auf, die mit einer Empfangskontrolleinrichtung EKu verbunden ist.
• Diese wiederum steht mit einem Speicher für Empfangsinformationen SEu in Verbindung. Die Unterstation Uweist eine Sendeeinrichtung Su auf, die Informationsdaten aus einem Speicher für Sendeinformation SSu der Unterstation erhält, und von einer Sendelogik SL-zum Senden freigegeben wird. Dazu ist in der Unterstation U die Sendelogik SL mit der Empfangskontrolle EKu und einem Zeitglied ZZB für die Bildung der Zeitbereiche (ZB) verbunden. Der Zeitbereich (ZB), innerhalb dem die Unterstation U sendet, wird von einem Zufallsgenerator ZG ausgewählt, der einerseits das Zeitglied ZZB für die Zeitbereiche (ZB) und andererseits die Sendelogik SL ansteuert. Der Ausgang der Sendelogik SL und der Ausgang des Zeitgliedes ZZB für Zeitbereiche führen auf ein UND-Glied G3, das die Sendeeinrichtung Su ansteuert, um die Sendeeinrichtung zum Senden freizugeben und auch die Zeitbereichsnummer (ZBN) und die spezifische Codenummer (CN) der Unterstation U zu übertragen. Die Unterstation Ugemäß Fig. 6 ist für das Übertragungsverfahren, wie es bei der F i g. 2 beschrieben ist, ausgelegt. Die Hauptstation schaltet abwechselnd auf Senden und Empfangen. Eine von der Empfangseinrichtung Eu empfangener Datenblock der Hauptstation (von Sh) durchläuft zuerst die Empfangskontrolleinrichtung EKu und wird bei positivem Kontrollergebnis im Speicher für Empfangsinformationen SEu abgelegt. Beim negativen Kontrollergebnis wird die Empfangsinformation ignoriert. Ist ein Datenblock korrekt empfangen worden, so sendet in einem vom Taktgenerator TG ausgewählten Zeitbereich (ZB)die Unterstation Udie Informationsdaten aus ihrem Speicher SSu nebst der Zeitbereichsnummer (ZBN) und der spezifischen Codenummer (CN) mittels der Sendelogik SL; dem Zeitglied ZZB für Zeitbereiche, dem UND-Glied G3 und der Sendeeinrichtung Su an die Empfangseinrichtung der Hauptstation (zu Eh). Hat die Unterstation U mit dem danach empfangenen Datenblock das oben schon beschriebene Quittungssignal erhalten, so wird die Sendeeinrichtung Su der Unterstation (U) nicht mehr freigegeben.
• Für das abgewandelte Übertragungsverfahren, wie es anhand der F i g. 3 und 4 beschrieben wurde, ist die Unterstation zu modifizieren. Dies ist in F i g. 7 dargestellt.
• Die F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild einer Unterstation U ganz ähnlich dem Blockschaltbild der Unterstation gemäß der Fig.6, jedoch mit dem Unterschied, daß zusätzlich eine Verbindung von der Sendelogik SL zu der Empfangseinrichtung Eu führt, um die Empfangseinrichtung Eu zu sperren. Die Hauptstation sendet ständig, wie oben schon erläutert. Die Unterstation U ist grundsätzlich solange auf Empfang geschaltet, bis sie einen als gültig erkannten Datenblock der Hauptstation empfangen hat. Danach wird die Empfangseinrichtung Eu der Unterstation U im möglichen Zeitbereich (ZB) eigener Sendeimpulse bzw. Sendeimpulse anderer Unterstationen gesperrt, solange noch weitere Signale innerhalb des Sendebereichs der Hauptstation empfangen werden können.

Claims (13)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur bidirektionalen Informationsübertragung zwischen einer Hauptstation (H) und mehreren Unterstationen (U 1, U 2,...) mittels elektromagnetischer Wellen, wobei die Hauptstation (H) eine stationäre Sende-/Empfangs-Station ist und die Unterstationen (U 1, .2....) eine begrenzte Anzahl (m) von mehreren (n) mobilen Empfangs-/Sende-Stationen sind, das durch geke n nzei chn e t, daß für die Informationsübertragung zumindest innerhalb eines Sende- bzw. Empfangsbereichs (SEB) zwischen der Hauptstation (H) und den Unterstationen (U 1 bis Um) eine gemeinsame Trägerfrequenz und/oder ein gemeinsames Übertragungsformat vorgesehen ist, daß die Hauptstation (H) und die Unterstationen (U1 bis Um)jeweils Informationsdaten in Form von Datenblöcken senden, daß jede Unterstation (U) nach Empfang eines gültigen Datenblocks der Hauptstation (H) einen Datenblock innerhalb eines bestimmten Zeitbereichs (ZB) sendet, der aus mehreren vorgegebenen Zeitbereichen (ZB 1 bis ZB 8) zufällig ausgewählt wird, daß der Datenblock der jeweils sendenden Unterstation (U)zusätzlich zu den Informationsdaten eine für jede Unterstation spezifische Code-Nummer (CN) und die dem ausgewählten Zeitbereich entsprechende Zeitbereichs-Nummer (ZBN) aufweist, daß die Hauptstation (H) nach Empfang eines gültigen Datenblocks einer Unterstation (U)oder mehrerer gültiger Datenblöcke mehrerer Unterstationen (U 1, U2, ...) erneut einen Datenblock sendet. der zusätzlich zu den Informationsdaten ein Quittungssignal für diejenigen Unterstationen (U) aufweist, deren Daten korrekt empfangen wurden, und daß die betreffenden Unterstationen (U), die ein Quittungssignal empfangen haben, ihren Sender sperren.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Quittungssignale der Hauptstation (H) aus den jeweiligen Nummern (ZBN) des Zeitbereichs (ZB), in denen unmittelbar zuvor gültige Datenblöcke der Unterstationen (U) empfangen wurden, und aus den dazugehörigen Code-Nummern (CN)der Unterstationen (U)gebildet sind.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Zeitbereich (ZB 1 bis ZB 8), innerhalb denen eine Unterstation sendet, mittels eines Zufallsgenerators (ZG) ausgewählt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Code-Nummer (CN) eine fest vorgegebene Nummer oder eine aus jeweils mindestens zwei ausgewählten Zeitbereichen (ZB) gebildete Nummerkombination ist
5. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Datenblöcke in Form von Protokollen erfolgt.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenblöcke von HDLC-Protokollen gebildet sind.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung mittels Infrarotsignalen erfolgt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragung mit Funksignalen erfolgt.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupstation (H) abwechselnd auf Senden (SENh) und auf Empfang (EMPh) geschaltet (SEU) wird, wobei in der Sendezeit (TS) ein vollständiger Datenblock gesendet wird und in der Empfangszeit (TE), die in mehrere vorgebbare Zeitbereiche (ZB 1 bis ZB8) unterteilt ist, jeweils ein Datenblock von maximal soviel Unterstationen (U 1 bis Um) empfangen werden kann, wie Zeitbereiche (ZB 1 bis ZB 8) vorhanden sind.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstation (H) ständig mit einem vorgebbaren Impuls-Raster (TZR) sendet, wobei zwischen (TPh) den Sendeimpulsen (TSh) der Hauptstation (H) der Empfänger der Hauptstation eine vorgebbare Zeit (TEh) lang für Sendeimpulse (TSu) in einen jeweils ausgewählten Zeitbereich (ZB) der Unterstationen (U1 bis Um) empfangsbereits geschaltet wird und diese Sendeimpulse (TSu) von den Sendeimpulsen (TSh) der Hauptstation (H) synchronisiert werden.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstationen (U 1 bis Um) erst nach dem Empfang eines vollständigen Datenblocks der Hauptstation (H) mit dem impulsweisen Senden (Slu) des Datenblocks innerhalb des ausgewählten Zeitbereichs (ZB) beginnen.
12. 12. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstation (H) eine von einem zeittaktgesteuerten Sende-/Empfangs-Umschalter (SEU) ansteuerbare Sende- und Empfangseinrichtung (Sh, Eh) mit jeweils einem nachgeordneten Speicher für Sende- und Empfangsinformationen (SSh, SEh) aufweist, wobei zwischen der Empfangseinrichtung (Eh) und dem Speicher für Sendeinformationen (SEh) eine Empfangskontroileinrichtung (EKh) angeordnet ist, die nach Empfang eines gültigen Datenblocks von den Unterstationen (U1, U2, ...) einen erstes Verknüpfungsglied (G 1) beaufschlagt, und dem Sende-/Empfangs-Umschalter (SEU) eine Zeitbereichbildungsvorrichtung (ZBV) zugeordnet ist, die über das erste Verknüpfungsglied (G 1) mit einem Speicher (SZ) für Zeitbereich- und Code-Nummern (ZBN, CN) verbunden ist, der seinerseits mit einem zwischen der Sendeeinrichtung (Sh) und dem Speicher für Sendeinformationen (SSh) angeordnetem zweiten Verknüpfungsglied (G 2) verbunden ist, und daß jede Unterstation (U 1, U2, ...) eine Empfangs- und eine Sendeeinrichtung (Eu, Su) mit jeweils einem nachgeordneten Speicher für Empfangs- und Sendeinformationen (SEu, SSu) aufweist, wobei zwischen der Empfangseinrichtung (Eu) und dem Speicher für Empfangsinformationen (SEu) eine Empfangskontrolleinrichtung (EKu) angeordnet ist, die mit einer Sendelogik (SL) verbunden ist, und ein Zufallsgenerator (ZG) vorgesehen ist, der einerseits ein Zeitglied (ZZB) für die Zeitbereiche (ZB) und andererseits die Sendelogik (SL) beaufschlagt, die ihrerseits mit dem Zeitglied {ZZB) für die Zeitbereiche verbunden ist, wobei der Ausgang der Sendelogik (SL) und der Ausgang des Zeitgliedes (ZZB) für die Zeitbereiche mit einem dritten Verknüpfungsglied (G3) verbunden sind, das die Sendeeinrichtung (Su) beaufschlagt.
13. 13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge- kennzeichnet, daß in jeder Unterstation (U1, U2, ...) die Sendelogik (SL) mit der Empfangseinrichtung (Eu)verbunden ist.

    Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur bidirektionalen Informationsübertragung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

    Zur Informationsübertragung zwischen einer stationären Hauptstation und einer oder mehreren ortsveränderlichen Unterstationen können elektromagnetische Wellen, beispielsweise Funksignale oder auch Infrarotlichtsignale verwendet werden. Es ist auch bekannt, zur Informationsübertragung lnduktionsschleifen, die in der Fahrbahn eingelassen sind, und geeignete Empfangs-und Sendeeinrichtungen an jeweiligen Fahrzeugen vorzusehen. Dabei ist es jedoch von Nachteil, daß ein Informationsaustausch mit nur geringen Datenmengen zwischen einem Fahrzeug und der Hauptstation möglich ist.

    Für die bidirektionale Informationsübertragung zwischen einer stationären Hauptstation und einer jeweiligen Unterstation, wie es beispielsweise für ein Fahrzeug-Leitsystem erforderlich ist, ergeben sich folgende Probleme.

    Innerhalb eines Sende-/Empfangs-Bereichs einer Hauptstation muß eine große Datenmenge in verhältnismäßig kurzer Zeit zwischen den Fahrzeugen bzw.

    den Unterstationen und der Hauptstation, z. B. einer Bake, übertragen werden. Ein derartiger Datenaustausch soll nahezu gleichzeitig erfolgen. Dies kann beispielsweise mit einer Vielzahl von verschiedenen Frequenzbereichen realisiert werden. Dem sind aber u. a.

    mangels genügender Frequenzbereiche Grenzen gesetzt.

    Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, welches es ermöglicht, zwischen einer staut tionären Hauptstation und einer begrenzten Anzahl von ortsveränderlichen Unterstationen nahezu gleichzeitig eine größere Menge von Informationsdaten in verhältnismäßig kurzer Zeit auszutauschen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, Einrichtungen zur Durchführung eines derartigen Verfahrens anzugeben.

    Diese Aufgabe wird mit Merkmalen des Anspruchs 1 und den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.

    Das erfindungsgemäße Verfahren zur Informationsübertragung zwischen einer stationären Hauptstation und einer begrenzten Anzahl von mobilen Unterstationen weist nur eine gemeinsame Trägerfrequenz und/ oder ein der Hauptstation und allen Unterstationen gemeinsames Übertragungsformat auf. Dabei werden die Informationsdaten beispielsweise jeweils blockweise gesendet. Wenn innerhalb des Sende- bzw. Empfangsbereichs der Hauptstation eine Unterstation einen Datenblock korrekt empfangen hat, sendet sie ihrerseits innerhalb eines bestimmten Zeitbereichs einen Datenblock an die Hauptstation. Dabei wird der jeweilige Zeitbereich aus einer vorgegebenen Anzahl von Zeitbereichen zufällig ausgewählt. Mit dem von einer Unterstation gesendeten Datenblock werden zusätzlich zu den jeweiligen Informationsdaten eine für jede Unterstation spezifische Codenummer und die entsprechende Zeitbereichsnummer übertragen. Hat die Hauptstation einen oder mehrere, in verschiedenen Zeitbereichen liegende, gültige Datenblöcke empfangen, so sendet die Hauptstation mit dem nächsten Datenblock zusätzlich zu den Informationsdaten der Hauptstation ein Quittungssignal für diejenigen Unterstationen, deren Daten sie korrekt empfangen hat. Die jeweilige Unterstation, die ihr betreffendes Quittungssignal empfangen hat, sendet daraufhin nicht mehr. Dabei kann zweckmäßigerweise das Quittungssignal aus der Codenummer und der Zeitbereichsnummer der jeweiligen Unterstation gebildet werden.

    Die Auswahl des jeweiligen Zeitbereichs kann in vorteilhafter Weise mit einem Zufallsgenerator getroffen werden. Die jeweilige Codenummer einer Unterstation kann eine für jede Unterstation fest vorgegebene Nummer sein oder aus einer Nummerkombination bestehen, die aus mindestens zwei, vorzugsweise drei, vorangehend ausgewählten Zeitbereichen gebildet wird.

    Die Übertragung der Datenblöcke erfolgt vorzugsweise in Form von Protokollen, beispielsweise in HDLC (High-Level-Data-Link-Control)-Protokollen. Ein wesentliches Kennzeichen der Datenblöcke bei HDLC-Protokollen besteht darin, daß deren Inhalt bei Einfügen und Weglassen von Null-Bits codetransparent gemacht wird und daß sie in vorteilhafter Weise ein hochwertiges Fehlererkennungs-Schema, das zur Empfangskontrolle bei Haupt- und Unterstationen herangezogen werden kann, aufweisen. Ein weiterer Vorteil der Datenblock-Übertragung in Form von HDLC-Protokollen ist die Kompatibilität mit dem Senden und Empfangen von NRZI (Non-Return-To-Zero-lnvert)-Daten. Letztere gestatten bei der vorliegenden asynchronen Datenübertragung die Ableitung von Takten direkt aus den NRZI-codierten Daten.

    Für den Datenaustausch zwischen einer Bake und mehreren Fahrzeugen hat sich die Verwendung von Infrarot- Lichtsignalen als günstiges Übertragungsverfahren erwiesen.

    Ein vorteilhaftes Übertragungsverfahren besteht erfindungsgemäß darin, daß die Hauptstation einen vollständigen Datenbloclc sendet, dann für eine bestimmte Zeit auf Empfang schaltet, wobei diese Empfangszeit in mehrere vorgegebene Zeitbereiche unterteilt ist. In dieser Zeit kann die Hauptstation maximal soviel Datenblöcke von Unterstationen empfangen, wie Zeitbereiche vorgesehen sind.

    In einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Übertragungsverfahren darin, daß die Hauptstation ständig sendet. Zwischen den einzelnen Sendeimpulsen der Hauptstation ist der Empfänger der Hauptstation für eine vorgegebene Zeit auf Empfang geschaltet, so daß während des Sendens eines Datenblocks die Hauptstation gleichzeitig Informationen von Unterstationen empfangen kann. Dabei werden die Sendeimpulse der Unterstationen von den Sendeimpulsen der Hauptstation synchronisiert. Auch bei diesem Verfahren ist es zweckmäßig, daß die Unterstationen erst nach dem Empfang eines vollständigen Datenblocks der Hauptstation mit dem Senden beginnen. Dabei erfolgt das Aussenden eines Datenblocks ebenfalls innerhalb ausgewählter Zeitbereiche.