DE3423289C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Funknetz mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Gleichwellenfunkanlagen mit mindestens zwei ört­ lichen Sendern und mindestens zwei örtlich getrennten Empfängern am Standort der Sender oder davon abgesetzt, sind seit langem bekannt. Dabei sind die Empfänger mit einem Diversity-Vergleicher über Leitungen verbunden. Bei diesen Gleichwellenfunkanlagen sind die Leitungs­ mieten verhältnismäßig hoch. Ferner sind bei ungleichen Leitungen bzw. Entfernungen Kompensationen der Lauf­ zeitunterschiede erforderlich, was nur unter Aufwendung weiterer Kosten erreicht werden kann. Die Empfänger­ auswahl erfolgt an einem zentralen Ort.

Es sind andererseits Funknetze bekannt, bei denen die Verbindungen zwischen den Sendern und Empfängern über unterschiedliche Paarfrequenzen (Duplexkanäle) erfolgen; in der Regel stehen jedoch keine Funkkanäle für die unterschiedlichen Paarfrequenzen zur Verfügung, so daß derartige Funknetze nur begrenzt verwirklichbar sind.

Es sind schließlich Funknetze mit mehreren ört­ lich getrennten Sendern und örtlich getrennten Empfän­ gern bekannt (EP 00 20 893 B1), bei denen die Verbindung zwischen den Sendern und Empfängern über eine gemein­ same Paarfrequenz (Duplexkanal) erfolgt. Bei diesem Funk­ netz wird die Empfangsqualität der von einer Funksta­ tion ausgesendeten Signale festgestellt und mit Hilfe von Diversity-Einrichtungen der anderen Sende-Empfangs­ anlagen verglichen, so daß nur diejenige Sende- Empfangsanlage mit der besten Empfangsqualität verbunden wird, während die anderen Sende-Empfangs­ anlagen blockiert werden.

Für ein derartiges Funknetz ist nur eine Paarfrequenz erforderlich. Dies ist kostengünstig, da keine Leitungsmiete notwendig ist, doch weist das Funknetz den Nachteil auf, daß die Auswahl des Empfängers nur zu Gesprächsbeginn erfolgen kann. Ein Funkgerät im beweglichen Funkbetrieb ändert jedoch während der Sendung seinen Stand­ ort und somit die Empfangsverhältnisse an den örtlich getrennten Empfängern. Die anfangs fest­ gelegte Verbindung kann sich verschlechtern, während ein anderer Standort bereits besser em­ pfängt. Es kann jedoch nur zu Beginn eines neuen Gespräches auf eine andere Sende-Empfangsanlage umgestellt werden.

Es ist darüber hinaus ein Funknetz der eingangs erwähnten Art bekannt (DE-OS 29 31 923), bei dem die Verbindung zwischen Sendern und Empfängern ebenfalls über eine gemeinsame Paarfrequenz (Du­ plexkanal) erfolgt. Die Auswahl des Empfängers wird jedoch aufgrund von Leistungssteuerung aller Zubringersender in Abhängigkeit von der Empfangs­ qualität der getrennten Empfänger während der Funkverbindung durchgeführt. Zwar kann bei die­ sem Funknetz während der Verbindung der Empfangsort gewechselt werden, jedoch können bei gleicher Empfangs­ qualität Gleichwellenstörungen an der zentralen Station auftreten. In Funknetzen mit Relaisfunktionen werden diese Störungen wieder ausgesendet und am Empfangsort von beweglichen Funkteilnehmern durch weitere Gleich­ welleneffekte der Betriebssender zusätzlich verschlech­ tert. Außerdem benötigt dieses System eine Leistungs- Reserve im HF-Bereich für den Abdrückeffekt bei der Aus­ wahl. Dies ist nur bei kurzen Verbindungen oder mit hohen Sendeleistungen möglich, wobei letztere aufgrund posta­ lischer Vorschriften begrenzt sind.

Es ist darüber hinaus ein Verfahren bekannt (DE-OS 30 12 513), bei dem in mobilen Funknetzen zur Übertragung der Identifizierung einer mobilen Funkstation Zeitschlitze gebildet werden.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Funknetz der eingangs erwähnten Art zu schaffen, das eine Empfängerauswahl während der Funkverbindung ermöglicht, bei dem Gleichwellenstörungen am zentralen Empfangsort ver­ mieden sind, und das auch unter schwierigen Bedingungen noch einwandfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Funknetz werden also die Sen­ der der Sende-Empfangsanlagen nacheinander angesteuert, und es kann während einer Verbindung die Empfangsqualität an allen Empfängern überprüft werden. Die für die Empfänger­ auswahl notwendigen Daten werden nämlich während der Zeit­ schlitze übertragen. Somit läßt sich während einer Verbin­ dung die Empfängerauswahl ändern, ohne daß die Verbindung unterbrochen werden muß. Andererseits wird in der Zentral­ station immer nur ein Sender empfangen, so daß in der Zen­ tralstation keine Gleichwellenstörungen auftreten können. Auch bei extremen Entfernungen zwischen der Zentralstation und den Sende-Empfangsanlagen ist noch eine einwandfreie Auswahl der jeweils besten Verbindung möglich. Die Kompri­ mierung der zu übertragenden Signale bringt den weiteren Vorteil, daß diese Signale klangverfälscht sind, so daß dadurch ein Abhören erschwert ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Funknetz melden mehrere orts­ feste Empfänger laufend die jeweilige Empfangsqualität der übertragenen Signale zur Zentralstation. Die Zentralstation vergleicht die Qualität und bestimmt den Empfänger mit dem besten Signal. Diese Auswahlinformation wird an die Sende- Empfangsanlagen gemeldet und somit der Empfänger, an dem das beste übertragene Signal anliegt, zur Zentralstation durchgeschaltet. Ändert sich während eines Gespräches das Qualitätsverhältnis, so wird ohne Unterbrechung auf einen anderen Empfänger umgeschaltet.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.

Zweckmäßigerweise ist das Verhältnis der Dauer der Zeit­ schlitze zu der Dauer der zu übertragenden Signale frei wählbar, so daß sich mit großer bzw. kleiner Bandbreite arbeiten läßt, und zwar in Abhängigkeit von den technischen Eigenschaften der verwendeten Funkgeräte.

In den Zeitschlitzen können zusätzliche Daten an den oder die Empfänger gesendet werden zur Steuerung, Sicherung und Synchronisation des oder der Empfänger. Dadurch ergibt sich eine bessere Ausnutzung des Funkkanals und eine an­ nähernd simultane Übertragung der Informations- bzw. Sprach­ signale und der zusätzlichen Datensignale.

Wenn die zu übertragenden komprimierten Signale nach einem beliebigen, dem oder den Empfängern bekannten zeit­ lichen Schlüssel gesandt werden, ist ihre Lesbarkeit für Dritte sehr erschwert. Eine Sprachverschlüsselung oder -verschleierungsmöglichkeit ergibt sich auch, wenn die Sprachsignale nicht als Analogsignale, sondern in digitali­ sierter Form komprimiert werden. Durch die Übertragung der Sprachsignale in digitalisierter Form läßt sich auch die für die Übertragung benötigte Bandbreite verkleinern.

Vorzugsweise ist für den Relais-Betrieb zwischen den beweglichen Funkstationen und der Zentalstation ein Relais- Zusatz in der Zentralstation für die Reflexion der ankom­ menden Signale vorgesehen. Damit ist eine einfache Umschal­ tung in den Relais-Betrieb möglich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nach­ stehend anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Funknetzes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit drei Sende-Empfangsanlagen und zwei beweglichen Funk­ stationen;

Fig. 2 ein Zeitdiagramm der auf verschiedenen Kanälen übertragenen Signale mit in dessen Zeit­ schlitze eingelagerten Datensignale.

Das in Fig. 1 dargestellte Funknetz besteht aus drei örtlich getrennten Sende-Empfangsanlagen (Um­ setzern) 1, 2 und 3, zwei beweglichen Funkstationen 4, 5 und einer Zentralstation 6.

Die Funkverbindung zwischen den beweglichen Funk­ stationen 4, 5 und den Sende-Empfangsanlagen (Um­ setzern) 1, 2 und 3 benutzt einen Duplexkanal. Die Ver­ bindung zwischn den Sende-Empfangsanlagen 1, 2 und 3 und der Zentralstation 6 benutzt einen anderen Duplex­ kanal. Die Zentralstation 6 enthält eine Diversity- Einrichtung 7 mit einem Relaiszusatz 8.

In den Sende-Empfangsanlagen 1, 2 bzw. 3 sind Gleichwellensender 9, 10 bzw. 11 vorgesehen, die eine hohe Frequenzstabilität aufweisen und den für den Gleichwellenbetrieb notwendigen definierten Frequenz­ versatz haben.

Jede Sende-Empfangsanlage 1, 2 bzw. 3 enthält eine Steuereinheit 12, 13 bzw. 14, die das Empfangs­ signal seines Empfängers 15, 16 bzw. 17, und sein Empfangs-Qualitätskriterium zeitschlitzcodiert seinen Funkzubringersendern 18, 19 bzw. 20 zur Verfügung stellt. Außerdem enthält die Steuereinheit 12, 13, 14 für die Gegenrichtung der zu übertragenden Signale einen Zeitschlitzdecoder, der das Signal von Zubrin­ gerempfängern 21, 22 bzw. 23 in das Modulationssignal für den Gleichwellensender 9, 10 bzw. 11 und in Steuer­ signale für die wechselnde Empfangsdurchschaltung von 15 zu 18, von 16 zu 19, von 17 zu 20 trennt.

Die Zentralstation 6 enthält eine Steuerung 24 mit einem Zeitschlitzdecoder, der das Signal seines Empfängers 25 in Nutzsignale und sequentielle Datensignale aller Sende-Empfangsanlagen 1, 2 bzw. 3 trennt und letztere an die Diversity-Einrich­ tung 7 liefert, und ferner einen Zeitschlitzen­ coder, der das Modulationssignal und die Datensignale der Diversity-Einrichtung 7 kombiniert und einem Sender 26 zuführt.

Im folgenden wird ein Verbindungsaufbau anhand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 beschrieben. Die Funkstation 4 sendet zu der Funkstation 5 mit Hilfe eines Senders 27 zu übertragende Signale an die Sende- Empfangsanlagen 1, 2 bzw. 3. Die gesendeten Signale wer­ den mit unterschiedlichen Qualitäten (beispielsweise in vier Qualitätsstufen 0, 1, 2 und 3) an den verschie­ denen Sende-Empfangsanlagen empfangen. Der Empfänger 15 in der Sende-Empfangsanlage 1 empfängt mit Qualitäts­ stufe 3. Der Empfänger 16 in der Sende-Empfangsanlage 2 empfängt mit Qualitätsstufe 1, während der Empfänger 17 in der Sende-Empfangsanlage 3 kein Signal empfängt (Stufe 0). Die Steuereinheit 12 schaltet den Sen­ der 18 und die Steuereinheit 13 schaltet den Sen­ der 19 zu bestimmten Zeiten einzeln ein und sendet das Empfangsqualitätssignal codiert über den Empfänger 25 der Zentralstation 6 zur Diversity-Einrichtung 7. Diese vergleicht die Signale und sendet ein Auswahl­ kriterium über Sender 26 der Zentralstation 6 an alle Empfänger 21, 22 bzw. 23 der Sende-Empfangsanlagen 1, 2 bzw. 3 ab. Die Steuereinheit 12 erkennt aus dem Signal den Durchschaltbefehl für den Empfän­ ger 15 zum Sender 18 der Sende-Empfangsanlage 1, während die anderen Steuereinheiten 13, 14 der Sende-Empfangs­ anlagen 2 bzw. 3 ihre Empfänger 16, 17 nicht durch­ schalten.

Ist der Relais-Zusatz 8 in Betrieb, so wird das Empfangssignal des Empfängers 25 über den Sen­ der 26, die Empfänger 21, 22 bzw. 23, die Steuereinheiten 12, 13 bzw. 14 und die Gleichwellensender 9, 10 bzw. 11 bis zu dem Empfänger der Funkstatio­ nen geleitet.

Dabei wird das Signal in der Steuereinheit 12 zeitschlitzcodiert und in allen Steuereinheiten 12, 13 und 14 anschließend wieder decodiert. In der Zentralstation 6 werden die Daten des ankom­ menden und abgehenden Signals ausgetauscht.

Im folgenden wird das Zeitdiagramm nach Fig. 2 beschrieben, das die Einlagerung und Verschachtelung der Empfangs-Qualitäts-Informationen in dem Nutz­ kanal darstellt. Dabei wird ein Verbindungsablauf mit wechselnden Empfangsverhältnissen an verschiede­ nen Standorten 1, 2, 3 beschrieben.

Der Sender 27 wird an den Empfängern 15, 16, 17 mit schwankender Qualität empfangen.

In allen Steuereinheiten 12, 13, 14 wird das Empfangssignal der Empfänger 15, 16, 17 in Zeitabschnitte 41 zerlegt und in NF-Zeitschlitze 42 komprimiert. In die so gewonnenen Zeitschlitze 43 senden die Sender 18, 19, 20 nacheinander Daten, falls der entsprechende Empfänger 15, 16 oder 17 ein Qualitätszeichen besser als 0 liefert.

Am Empfänger 25 der Zentralstation 6 trifft immer nur ein Signal 42 oder 43 eines Senders gleichzeitig ein.

In der Zentralstation 6 wird das Empfangssignal 31 aufgespalten, wobei die NF-Zeitschlitze 42 in der Steuerung 24 und die Datenzeitschlitze 43 in der Diversity-Einrichtung 7 verarbeitet werden.

Das Modulationssignal 32 entspricht dem Empfangs­ signal 31, hat jedoch in seinen Datenzeitschlitzen 43 die Auswahlinformation für die Steuerung 12, 13, 14 der Umsetzer 1, 2, 3.

Ausgehend von der Annahme, daß momentan der Gleich­ wellenumsetzer A für die NF-Durchschaltung ausgewählt ist, geschieht folgendes weiter:
Die Diversity-Einrichtung 7 (DAE 7) bekommt nachein­ ander folgende Qualitätskriterien und wählt aus: Sender 18 sendet im Datenschlitz 44 eine "1", die DAE 7 wählt unverändert Standort A und sendet über Sender 26 im Datenschlitz 45 die Auswahl "A", worauf in der folgenden Zeitschlitzphase der NF-Zeitschlitz 46 vom Sender 18 gesendet wird.

Inzwischen haben sich durch Bewegung des Senders 27 im Funkfeld die Empfangsverhältnisse verändert und am Standort 2 wird besser empfangen. Sender 19 sendet im Datenschlitz 47 eine "2". Die DAE 7 erkennt die Verbesserung und wählt den Standort B. Sender 26 sendet im Datenschlitz 48 die Auswahl "B", worauf der folgende NF-Zeitschlitz 49 vom Sender 19 gesendet wird.

Der Empfänger 17 am Standort 3 empfängt vom Sender 27 keine Signale, weshalb in seiner Datenschlitz­ zeit der Sender 20 nicht sendet. Die DAE 7 wählt unverändert den Standort B und läßt im Daten­ schlitz 50 ein "B" übertragen, worauf im NF-Zeit­ schlitz 52 der Sender 19 sendet.

Im Datenzeitschlitz 51 sendet Sender 18 eine "3". Die Diversity-Einrichtung 7 erkennt Standort A als besten und läßt Sender 26 im Datenschlitz 53 ein "A" senden, wodurch der nächste NF-Zeitschlitz wieder vom Sender 18 gesendet wird.

In den Steuereinheiten 12, 13, 14 werden die Signale wieder aufgespalten. Die NF-Zeitschlitze werden ex­ pandiert und über die Gleichwellensender 9, 10, 11 ausgesendet. Die Datensignale werden zu Steuerzwecken benutzt.

Am Empfänger 5 erscheint das Modulationssignal des Senders 27 als lückenloses NF-Signal.

Es ist möglich, das NF-Signal in der Steuerung 24 zu expandieren und am Relais-Zusatz 8 lückenlos hörbar zu machen. Ebenso kann am Relais-Zusatz 8 ein Modulationssignal eingespeist und in der Steue­ rung 24 komprimiert werden, so daß dieses über Sender 26, die Umsetzer 1, 2, 3 an die Fahrzeuge 4, 5 gelangt.

Claims (7)

1. Funknetz mit einer Zentralstation, mit mindestens zwei örtlich getrennten Sende-Empfangsanlagen (Umsetzern), deren Sender auf glei­ cher oder angenähert gleicher Frequenz senden und deren Empfänger eine zweite Frequenz empfangen, mit mindestens zwei beweglichen Funk­ stationen und mit in den Umsetzern und der Zentralstation vorgesehe­ nen Steuervorrichtungen zur Steuerung der Übertragung zwischen den beweglichen Funkstationen und den Sende-Empfangsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Diversity-Einrichtung (7) in der Zentralstation (6) enthalten ist, in der die empfangenen Signale während des Be­ triebs laufend verglichen werden, daß die Sender (9, 10, 11) der Sende-Empfangsanlagen (1, 2, 3) fortlaufend nacheinander angesteuert werden, und zwar zum Vergleich der an den Umsetzerstandorten wech­ selnden Empfangsqualität des zu übertragenden Signals durch die Di­ versity-Einrichtung (7), daß das zu übertragende Signal in den Sende-Empfangsanlagen (1, 2, 3) und in der Zentralstation (6) ab­ schnittweise komprimiert ist zur Schaffung von Zeitschlitzen in welchen die jeweilige Empfangsqualität als Datensignal eingefügt ist, daß am Ende der Übertragungsstrecke an den Steuereinheiten (12, 13, 14) der Sende-Empfangsanlagen (1, 2, 3) bzw. an der Steuerung (24) der Zentralstation (6) jeweils eine Expansionsvorrichtung vorhanden ist, die die Datensignale ausfiltert und die vorher komprimierten Zeitab­ schnitte zum ursprünglichen Nutzsignal expandiert.

2. Funknetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dauer der Zeitschlitze zu der Dauer der zu übertragenden Signale frei wählbar ist.

3. Funknetz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zeitschlitzen zusätzliche Daten für den oder die Empfänger enthalten sind.

4. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu übertragenden komprimierten Signale nach einem beliebigen, dem oder den Empfängern bekannten zeitlichen Schlüssel verschlüsselt sind.

5. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die komprimierten Sprachsignale nicht Analog­ signale sind, sondern in digitalisierter Form kom­ primierte Signale.

6. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das für den Betrieb zwischen einer beweglichen Funkstation (4 oder 5) und der Zentralstation (6) von einer beweglichen Funkstation empfangende Signal in der Steuerung (24) der Zentralstation (6) ex­ pandiert und einer angeschlossenen Höreinrichtung zugeführt wird.

7. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Betrieb zwischen der Zentralstation (6) und den bewegli­ chen Funkstationen (4 und 5) ein Modulationssignal an der Zentralsta­ tion (6) eingespeist, in der Steuerung (24) komprimiert und in den Steuereinheiten (12, 13, 14) der Sende-Empfangsanlagen (1, 2, 3) expan­ diert und in den beweglichen Funkstationen (4, 5) wiedergege­ ben wird und daß dadurch der Relaiszusatz (8) aufgebaut ist.