DE3514462A1 - Verfahren zur drahtlosen uebertragung von nachrichten - Google Patents

Description

• Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Nachrichten
• Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Nachrichten zwischen zwei je einen Sende- und Empfangsmodul enthaltenden Stationen mit einer ersten über tragungsstrecke von einer ersten Station zu einer zweiten Station und einer zweiten Ubertragungsstrecke von der zweiten Station zu der ersten Station.
• Verfahren dieser Art werden besonders bei sogenannten schnurlosen Fernsprechteilnehmerstationen eingesetzt, um dem Benutzer die Möglichkeit einer freizügigen Benutzung des Handapparates einzuräumen. Als Nachrichtenträger für die beiden Ubertragungsstrecken - vom Grundapparat zum Handapparat und umgekehrt - sind bereits hochfrequente elektromagnetische (Radio-) Wellen als auch im optischen Bereich, vorzugsweise im IR-Bereich liegende Wellen eingesetzt worden. Werden hochfrequente Wellen als Nachrichtenträger verwendet, so können beim Einsatz von zwei verschiedenen Frequenzen für die beiden Übertragungsstrecken einfache wertkontinui erl i che Modulationsverfahren angewendet werden. Aus Gründen der Frequenzökonomie sowie ungenügender Sicherheit gegen Abhören haben jedoch Verfahren dieser Art nur in geringem Umfang Eingang in die Praxis gefunden.
• Die optischen Ubertragungsverfahren haben den Nachteil, daß kostengünstige optische Bauelemente zur Abstrahlung von IR-Strahlung nur in einem eng begrenztem Wellenlängenbereich zur Verfügung stehen und somit die Nachrichtenträger der beiden Obertragungswege nahezu dieselben Wellenlängen aufweisen. Um eine störende Beeinflussung des Empfängers durch den in demselben Stationsgehäuse angeordneten Sender zu vermeiden, müssen für die beiden übertragungsstrecken wertdiskrete im Zeitmultiplex arbeitende, zum Teil schaltungsaufwendige Modulationsverfahren gewählt werden. Trotzdem hat sich die optische Ubertragung wegen der vorteilhaften Begrenzung auf den Raum, in dem sich die Fernsprechteilnehmerstation befindet, in die Praxis eingeführt.
• In der DE-OS 28 23 931 ist eine Fernsprechteilnehmerstation beschrieben, bei der für die beiden im optischen Wellenlängenbereich betriebenen Übertragungsstrecken Pul sphasenmodul ati onsverfahren verwendet werden und im Grundapparat und/oder im Handapparat Nachziehschaltungen zur Phasensynchronisation vorgesehen sind. Diese Technik bedingt jedoch längere Einschwingzeiten nach dem Einschalten - auch nach kurzen Unterbrechungen der übertragung -, in denen keine ungestörte Informationsübermittiung möglich ist.
• Nachteilig ist auch der umfangreiche Bauelementeaufwand für die Realisierung eines solchen Verfahrens.
• Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, mit geringem Schaltungsaufwand und unter Vermeidung störungsverursachender Nachziehschaltungen Nachrichten in beiden Ubertragungsrichtungen gleichzeitig zu übertragen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, dessen Merkmale im kennzeichnenden Teil des ersten Patentanspruchs angegeben sind.
• Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Das neue Verfahren zeichnet sich gegenüber dem Stande der Technik besonders dadurch aus, daß für die beiden Ubertragungsstrecken unterschiedliche Modulationsverfahren vorgesehen sind: über eine erste übertragungsstrecke werden frequenzmodulierte und über die zweite Dbertragungsstrecke phasenmodulierte Impulsfolgen übertragen. Durch die besondere Ableitung der Impulsfolge für die zweite Ubertragungsstrecke aus der frequenzmodulierten Impulsfolge der ersten übertragungsstrecke entsteht eine phasenmodulierte Impulsfolge, in der auch die in der FM-Impulsfolge enthaltenen Nachricht der ersten Übertragungsstrecke vorhanden ist. Im Empfangsmodul der ersten Station wird jedoch durch eine Phasendiskriminierungsschaltung bekannter Schaltungsart unter Bezug auf die frequenzmodulierte Impulsfolge die Nachricht der zweiten Station störungsfrei detektiert.
• Im weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise anhand einer Zeichnung beschrieben. Im einzelnen zeigen Fig. 1 einen überblick über die zwei Stationen verbindenden Dbertragungsstrecken Fig. 2 u 3 Einzelheiten der beiden Stationen in Blockdarstellung Fig. 4 einen beispielsweisen Zeitrahmen für die zeitliche Verschachtelung der beiden Impulsfolgen.
• Als Beispiel für den Einsatz des Verfahrens wird ein sogenannter schnurloser Fernsprechapparat angegeben, dessen Funktionsweise nur im Prinzip in Fig. 1 dargestellt ist. Die erste, einen Sendemodul S1 und einen Empfangsmodul E1 aufweisende Station ist dem schnurlosen Handapparat mit der Bezugsziffer 1 zugeordnet.
• Die Nachrichtenverbindung zum Tisch- oder Grundapparat 2 wird über die Nachrichtenstrecke 3 hergestellt. Die dem Grundapparat zugeordnete zweite Station enthält ebenfalls einen Sende- und Empfangsmodul, und E2. Die Nachrichtenübertragung erfolgt im Beispiel über eine vom Sendemodul S1 ausgehende IR-Strahlung, welche mit einer Impulsfolge mit einer Folgefrequenz von 25 kHz amplitudenmoduliert ist.
• Die Impulsbreite ist zu ca. 1 /us gewählt, um einerseits die Batterien des Handapparats nur gering zu belasten und andererseits ein genügend großes Zeitfenster für die Impulse der zweiten übertragungsstrecke zu erhalten. Die vom Handapparat zu übermittelnden Informationen frequenzmodulieren die Impulsfolge in bekannter Weise. Unter dem Begriff Informationen werden im Beispiel Femsprechapparat nicht nur Sprachinformationen verstanden, sondern auch Sonderzeichen wie zum Beispiel Wählzeichen.
• Die vom Grundapparat aufgenommene frequenzmodulierte Impulsfolge wird im Empfangsmodul E2 in bekannter Weise demoduliert und über eine Gabelschaltung einem Femsprechanschluß zugeführt, wie wohl im einzelnen nicht weiter erläutert werden muß.
• Die vom Grundapparat 2 zu übermittelnden Nachrichten modulieren eine im Sendemodul S2 erzeugte Impulsfolge nach dem Phasenmodulationsprinzip, welche ihrerseits eine IR-Strahlung amplitudenmoduliert. Diese erreicht über die zweite Übertragungsstrecke4 den im Handapparat 1 befindlichen Empfangsmodul E1.
• Erfindungsgemäß wird die im Sendemodul S2 des Grundapparates 2 erzeugte Impulsfolge von den im Empfangsmodul E2 ausgewerteten Impulsen der ersten übertragungsstrecke abgeleitet. Hierzu werden, wie in Fig. 2 dargestellt, die detektierten Impulse aus dem Empfangsmodul E2 in den Sendemodul S2 überführt. Jeder Impuls löst, wie in Fig. 4 dargestellt ist, nach einem bestimmten Zeitrahmen, beispielsweise nach 8 us einen Rahmenimpuls mit 16 Us Laufzeit aus, auf dessen Flankenmitte wiederum der auszusendende Impuls ausgelöst wird. Durch geeignete Wahl des Frequenzhubes der Impulsfolge der ersten übertragungsstrecke - hier + 5 kHz - bleibt für die Phasenmodulation der abgeleiteten Impulse für die zweite Übertragungsstrecke ein Zeitfenster von im Minimum 32 is und im Maximum 49 jis. Die in bekannter Weise mit einem Komparator durchgeführte Phasenmodulation erfolgt mit bis zu + 3 Us. Die solchermaßen erzeugte Impulsfolge amplitudenmoduliert die IR-Strahlung, welche im Empfangsmodul E1, der Handapparat-Station aufgenommen wird. Wie in Fig. 3 prinzipiell dargestellt ist, wird im Empfängermodul E1 die phasenmodulierte Impulsfolge unter Bezug auf die vom Sendermodul Sj erzeugte frequenzmodulierte Impulsfolge diskriminiert.
• Für die Diskriminatorschaltung kann eine im Handel erhältliche IC-Schaltung eingesetzt werden.
• Ein Vorteil des Verfahrens liegt auch darin, daß ein in der ersten Station 1 angeordneter Muttergenerator 5 sämtliche Impulsfolgen ohne Totzeiten steuert, also auch die Impulsfolge der Gegenrichtung ohne Verzug auslöst. Nach einer Unterbrechung der Nachrichtenverbindung beispielsweise durch Abschattung der optischen Wege ist sofort wieder eine störungsfreie Verbindung möglich.
• Wird das Verfahren, wie beschrieben, im Fernsprechwesen eingesetzt, so können noch weitere Elemente den Stationen hinzugefügt werden ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann der Handapparat 1 in Fig. 3 ergänzt werden durch eine Wähleinrichtung 9, die neben dem Mikrofon 7 und dem Wiedergabewandler 8 angeordnet ist. Gleichermaßen können auch Rufzeichen oder Weckerzeichen vom Grundapparat 2 zum Handapparat 1 übertragen werden.
• Das Verfahren ist nicht auf die optische Nachrichtenübermittlung begrenzt. Für besondere Anwendungsfälle ist sicher auch eine HF-Ubertragung vorteilhaft. Die nach den kennzeichnenden Merkmalen des Verfahrens erzeugten Impulsfolgen für eine erste und eine zweite Übertragungsrichtung können gleichermaßen auch einen HF-Träger modulieren. Hier bietet das Verfahren den Vorteil, daß für beide übertragungsrichtungen nur eine Frequenz benötigt wird.

Claims (7)

1. Patentansprüche 1. Verfahren zur drahtlosen Obertragung von Nachrichten zwischen zwei je einen Sende- und Empfangsmodul enthaltenden Stationen mit einer ersten Obertragungsstrecke von einer ersten Station zu einer zweiten Station und einer zweiten Obertragungsstrecke von der zweiten Station zu der ersten Station, insbesondere für die drahtlose Verbindung eines Grundapparats mit einem Handapparat einer Fernsprechteilnehmereinrichtung, gekennzeichnt durch die Merkmale a) als Nachrichtenträger für die erste und die zweite Obertragungsstrecke wird eine elektromagnetische Strahlung nahezu gleicher Wellenlänge verwendet b) die von der ersten Station auszusendenrInformation frequenzmoduliert eine im Sendermodul erzeugte Impulsfolge, welche ihrerseits den Nachrichtenträger der ersten Ubertragungsstrecke amplitudenmoduliert c) die im Empfangsmodul der zweiten Station ausgewertete frequenzmodulierte Impulsfolge löst in deren Sendermodul eine Impulsfolge aus, welche ihrerseits den Nachrichtenträger der zweiten Obertragungsstrecke amplitudenmoduliert und deren Einzelimpulse mit einem festen Zeitrahmen an die empfangenen Impulse gekoppelt sind und mit der von der zweiten Station auszusendenden Information phasenmoduliert werden, welcher Zeitrahmen die zeitliche Anordnung der phasenmodulierten Impulse in den Impulspausen der frequenzmodulierten Impulsfolge der ersten Obertragungsstrecke vorsieht.

   d) die von der zweiten Station ausgesendete phasenmodulierte Impulsfolge wird im Empfangsmodul der ersten Station mit Bezug auf die von deren Sendemodul erzeugten frequenzmodulierten Impulsfolge diskriminiert.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachrichtenträger für die erste und zweite Obertragungsstrecke eine elektromagnetische Strahlung im hochfrequenten (Radio) Wellenbereich verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachrichtenträger für die erste und zweite Obertragungsstrecke eine elektromagnetische Strahlung im optischen Wellenlängenbereich, vorzugsweise im Infrarot-Bereich verwendet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, gek e n n z ei c h ne t durch die Ausbildung der ersten Station als Handapparat und der zweiten Station als Tischapparat einer Fernsprechteilnehmerstation.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Ubertragungsstrecken übertragenen Informationen zusätzlich zu Toninformationen auch Wähl- und Sonderzeichen enthalten.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im Sendemodul der ersten Station erfolgte Impulsfolge eine Folgefrequenz in der Größenordnung von 25 kHz und deren FM-Modulation einen Frequenzhub bis ca. + 5 kHz aufweist, und die im Sendemodul der zweiten Station erzeugten Impulse mit bis zu + 3 Hs phasenmoduliert werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sendemodulen der ersten und zweiten Station Impulse mit einer konstanten Impulsbreite in der Größenordnung von 1 ps erzeugt werden.