DE3514462C2

DE3514462C2 -

Info

Publication number: DE3514462C2
Application number: DE19853514462
Authority: DE
Inventors: Hans-Juergen Dipl.-Ing. 3070 Nienburg De Klattenhoff; Friedrich Von Dipl.-Ing. 3000 Hannover De Campe
Original assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Sennheiser Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 1985-04-22
Filing date: 1985-04-22
Publication date: 1989-11-30
Also published as: DE3514462A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Nachrichtensignalen zwischen zwei je einen Sende- und Empfangs modul enthaltenden Stationen mit einer ersten Übertragungsstrecke von einer ersten Station zu einer zweiten Station und einer zweiten Über tragungsstrecke von der zweiten Station zu der ersten Station mittels Nachrichtenträgern, welche mit in den Stationen erzeugten Impulsfolgen moduliert werden, insbesondere für die drahtlose Verbindung eines Grundapparats mit einem Handapparat einer Fernsprechteilnehmereinrich tung.

Verfahren dieser Art werden besonders bei sogenannten schnurlosen Fernsprechteilnehmerstationen eingesetzt, um dem Benutzer die Möglich keit einer freizügigen Benutzung des Handapparates einzuräumen. Als Nachrichtenträger für die beiden Übertragungsstrecken - vom Grundappa rat zum Handapparat und umgekehrt - sind bereits sowohl 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 Übertragungs strecken einfache wertkontinuierliche 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. In der DE 24 15 332 ist ein solches Verfahren, in welchem für die beiden Übertragungsstrecken unterschied liche Trägerfrequenzen eingesetzt werden, angegeben.

Die optischen Übertragungsverfahren haben den Nachteil, daß kosten günstige optische Bauelemente zur Abstrahlung von IR-Strahlung nur in einem eng begrenzten Wellenlängenbereich zur Verfügung stehen, so daß der Einsatz von sich deutlich in der Wellenlänge unterscheidenden Strahlungen für die einzelnen Übertragungsstrecken ebenfalls keinen Eingang in die Praxis gefunden hat. Weisen die Nachrichtenträger der beiden Übertragungsstrecken jedoch nahezu gleiche Wellenlängen auf, so müssen, um eine störende Beeinflussung des Empfängers durch den in demselben Stationsgehäuse angeordneten Sender zu vermeiden, für die beiden Übertragungsstrecken wertdiskrete im Zeitmultiplex arbeitende, zum Teil schaltungsaufwendige Modulationsverfahren gewählt werden. Trotzdem hat sich die optische Übertragung wegen der vorteilhaften Begrenzung auf den Raum, in dem sich die Fernsprechteilnehmerstation befindet, in die Praxis eingeführt.

In der DE 28 23 931 A1 ist eine Fernsprechteilnehmerstation beschrieben, bei der für die beiden im optischen Wellenlängenbereich betriebenen Übertragungsstrecken Pulsphasenmodulationsverfahren 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 Informa tionsübermittlung möglich ist. Nachteilig ist auch der umfangreiche Bauelementenaufwand für die Realisierung eines solchen Verfahrens, bei welchem für die zwei Übertragungsstrecken jeweils unterschiedliche IR-Wellenlängen vorausgesetzt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das es gestattet, mit geringem Schaltungsaufwand und unter Vermeidung störungsverursachen der Nachziehschaltungen Nachrichten in beiden Übertragungsrichtungen gleichzeitig zu übertragen.

Ausgehend von einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird die Aufgabe erfindungsgemäß 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 Stand der Technik besonders dadurch aus, daß für die beiden Übertragungsstrecken einer seits Nachrichtenträger gleicher oder nahezu gleicher Wellenlänge und andererseits unterschiedliche Modulationsverfahren vorgesehen sind:
Über eine erste Übertragungsstrecke werden frequenzmodulierte und über die zweite Übertragungsstrecke phasenmodulierte Impulsfolgen übertragen. Durch die besondere Ableitung der Impulsfolge für die zweite Übertra gungsstrecke aus der frequenzmodulierten Impulsfolge der ersten Übertra gungsstrecke entsteht eine phasenmodulierte Impulsfolge, in der auch die in der FM-Impulsfolge enthaltenen Nachrichtensignale der ersten Über tragungsstrecke vorhanden ist. Im Empfangsmodul der ersten Station werden jedoch durch eine Phasendiskriminierungsschaltung bekannter Schaltungsart unter Bezug auf die frequenzmodulierte Impulsfolge die Nachrichtensignale der zweiten Station störungsfrei detektiert.

Im weiteren wird das erfindungsgemäße Verfahren beispielsweise anhand einer Zeichnung beschrieben. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Überblick über die zwei Stationen verbindenden Übertragungsstrecken,

Fig. 2 und 3 Einzelheiten der beiden Stationen in Blockdarstellung,

Fig. 4 einen beispielsweisen Zeitraum 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 S ₁ und einen Empfangsmodul E ₁ aufweisende Station ist dem schnurlosen Hand apparat mit der Bezugsziffer 1 zugeordnet. Die Nachrichtenverbindung zum Tisch- oder Grundapparat 2 wird über die Nachrichtenstrecke 3 herge stellt. Die dem Grundapparat zugeordnete zweite Station enthält eben falls einen Sende- und Empfangsmodul, S ₂ und E ₂. Die Nachrichtenüber tragung erfolgt im Beispiel über eine vom Sendemodul S ₁ ausgehende IR- Strahlung, welche mit einer Impulsfolge mit einer Folgefrequenz von 25 kHz amplitudenmoduliert ist. Die Impulsbreite ist zu ca. 1 µs 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 Hand apparat zu übermittelnden Nachrichtensignale frequenzmodulieren die Impulsfolge in bekannter Weise. Unter dem Begriff Nachrichtensignale werden im Beispiel Fernsprechapparat nicht nur Sprachinformationen verstanden, sondern auch Sonderzeichen wie beispielsweise Wählzeichen.

Die vom Grundapparat aufgenommene frequenzmodulierte Impulsfolge wird im Empfangsmodul E ₂ in bekannter Weise demoduliert und über eine Gabel schaltung einem Fernsprechanschluß zugeführt, wie wohl im einzelnen nicht weiter erläutert werden muß. Die vom Grundapparat 2 zu übermit telnden Nachrichtensignale modulieren eine im Sendemodul S ₂ erzeugte Impulsfolge nach dem Phasenmodulationsprinzip, welche ihrerseits eine IR-Strahlung amplitudenmoduliert. Diese erreicht über die zweite Übertragungsstrecke 4 den im Handapparat 1 befindlichen Empfangsmodul E ₁.

Erfindungsgemäß wird die im Sendemodul S ₂ des Grundapparates 2 erzeugte Impulsfolge von den im Empfangsmodul E ₂ ausgewerteten Impulsen der ersten Übertragungsstrecke abgeleitet. Hierzu werden, wie in Fig. 2 dargestellt, die detektierten Impulse aus dem Empfangsmodul E ₂ in den Sendemodul S ₂ überführt. Jeder Impuls löst, wie in Fig. 4 dargestellt ist, nach einem bestimmten Zeitrahmen, beispielsweise nach 8 µs einen Rahmenimpuls mit 16 µs 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 µs und im Maximum 49 µs. Die in bekannter Weise mit einem Komparator durchgeführte Phasenmodulation erfolgt mit bis zu ±3 µs. Die solchermaßen erzeugte Impulsfolge amplitudenmoduliert die IR-Strahlung, welche im Empfangsmodul E ₁, der Handapparat-Station aufgenommen wird.

Für die phasenmodulierten Impulse der zweiten Übertragungsstrecke wirken also die frequenzmodulierten Impulse der ersten Übertragungsstrecke als Synchronimpulse mit variabler Folgefrequenz. Wie in Fig. 3 prinzipiell dargestellt ist, wird im Empfängermodul E ₁ die phasenmodulierte Impuls folge unter Bezug auf die vom Sendermodul S ₁ erzeugte frequenzmodulierte Impulsfolge diskriminiert. Für die Diskriminatorschaltung kann ein im Handel übliche IC-Schaltung eingesetzt werden.

Der 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-Über tragung vorteilhaft. Die nach den kennzeichnenden Merkmalen des Verfah rens erzeugten Impulsfolgen für eine erste und eine zweite Übertragungs richtung können gleichermaßen auch einen HF-Träger modulieren. Hier bietet das Verfahren den Vorteil, daß für beide Übertragungsrichtungen nur eine Frequenz benötigt wird.

Claims

1. Verfahren zur drahtlosen Übertragung von Nachrichtensignalen zwischen zwei je einen Sende- und Empfangsmodul enthaltenden Stationen mit einer ersten Übertragungsstrecke von einer ersten Station zu einer zweiten Station und einer zweiten Übertragungsstrecke von der zweiten Station zu der ersten Station mittels Nachrichtenträgern, welche mit in den Stationen erzeugten Impulsfolgen moduliert werden, insbesondere für die drahtlose Verbindung eines Grundapparats mit einem Handapparat einer Fernsprechteilnehmereinrichtung, gekennzeichnet durch die Merkmale

a) als Nachrichtenträger für die erste und zweite Übertragungs strecke wird eine elektromagnetische Strahlung gleicher oder nahezu gleicher Wellenlänge verwendet,
b) die von der ersten Station zu übermittelnden Nachrichten signale frequenzmodulieren die Folgefrequenz einer im Sendermodul erzeugten Impulsfolge, welche ihrerseits den Nachrichtenträger der ersten Übertragungsstrecke amplituden moduliert,
c) die im Empfangsmodul der zweiten Station ausgewertete frequenzmodulierte Impulsfolge löst in deren Sendermodul eine weitere Impulsfolge aus, welche ihrerseits den Nachrichten träger der zweiten Übertragungsstrecke amplitudenmoduliert und deren Einzelimpulse mit den von der zweiten Station zu über mittelnden Nachrichtensignalen phasenmoduliert werden, wobei die frequenzmodulierten Impulse der ersten Übertragungsstrecke als Synchronisierimpulse mit variabler Folgefrequenz für die phasenmodulierten Impulse der zweiten Übertragungsstrecke dienen und die Impulse der phasenmodulierten Impulsfolge in den Impulspausen der frequenzmodulierten Impulsfolge liegen,
d) die von der zweiten Station ausgesendeten phasenmodulierte Impulsfolge wird im Empfangsmodul der ersten Station mit Bezug auf die von deren Sendemodul erzeugte frequenzmodu lierte Impulsfolge diskriminiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachrichtenträger für die erste und zweite Übertragungs strecke eine elektromagnetische Strahlung im hochfrequenten Radio- Wellenbereich verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Nachrichtenträger für die erste und zweite Übertra gungsstrecke eine elektromagnetische Strahlung im optischen Wellenlängenbereich, vorzugsweise im Infrarot-Bereich ver wendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der ersten Station als Handapparat und der zweiten Station als Tischapparat einer Fernsprechteilnehmerstation.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die über die Übertragungsstrecken übertragenen Informa tionen zusätzlich zu Toninformationen auch Wähl- und Sonder zeichen enthalten.

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 µs phasenmoduliert werden.

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 µs erzeugt werden.