DE3627949C1 - Transceiver station for digital information transmission - Google Patents
Transceiver station for digital information transmissionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Sende-Empfangssta tion für die Übertragung digitaler Information, beste hend aus in Informationsflußrichtung hintereinander angeordneten Funktionseinheiten, denen gemeinsam eine zentrale Steuer- und Überwachungseinheit zugeordnet ist.The invention relates to a transceiver station tion for the transmission of digital information, best starting in the direction of information flow one after the other arranged functional units, which together a central control and monitoring unit is assigned.
Für die Übertragung von elektrischer Information gibt es eine große Vielzahl von Übertragungsverfahren. Entspre chend groß ist die Typenvielfalt des sie durchführenden Sende-Empfangsgeräte. Selbst bei Sende-Empfangsgeräten, die von einer gleichartigen Betriebsart Gebrauch machen und für eine bestimmte Art von zu übertragender Informa tion, beispielsweise Sprache, vorgesehen sind, können die in ihnen realisierten artspezifischen Funktionen große Unterschiede aufweisen, die einen Informationsaus tausch untereinander nicht zulassen.There is for the transmission of electrical information a wide variety of transmission methods. Correspond The variety of types of those performing them is accordingly great Transceivers. Even with transceivers, who use a similar operating mode and for a certain type of information to be transmitted tion, such as language, can be provided the species-specific functions implemented in them have great differences that make an information do not allow exchange with each other.
Um den technischen Aufwand für die Typenvielfalt zu re duzieren ist es beispielsweise durch die Literaturstelle DE 34 15 008 A1 bekannt, von einer modularen Bauweise Gebrauch zu machen. Hierbei wird ein fest vorgegebener Gerätegrundtyp mit einer zentralen Steuer- und Überwa chungseinheit mit weiteren austauschbaren Funktionsein heiten in Form von Einschüben zu einem Gesamtgerät er gänzt. Auf diese Weise lassen durch entsprechende Kom bination von Funktionseinheiten gemeinsam mit der zen tralen Steuer- und Überwachungseinheit eine Vielfalt von unterschiedlichen Gerätetypen verwirklichen. Weiterhin ist es mit Hilfe einer solchen modularen Bauweise mög lich, beispielsweise durch Verwendung von zwei und mehr Funktionseinheiten für die Signalmodulation und Demodu lation, Sende-Empfangsstationen zu konzipieren, die wahlweise von einer Modulationsart auf die andere um schalten können und somit eine gewisse Flexibilität im Informationsaustausch mit anderen Sende-Empfangsstatio nen ermöglichen, die untereinander hinsichtlich der Art der von ihnen verwendeten Modulation verschieden sind. Dieser Flexibilität sind jedoch durch die Anzahl der in einer Geräteeinheit bei vernünftigen Abmessungen unter zubringenden Einschübe enge Grenzen gesetzt.To re the technical effort for the variety of types it can be reduced, for example, by the reference DE 34 15 008 A1 known, of a modular design To make use of. Here, a fixed default is given Basic device type with a central control and monitoring unit with further interchangeable functions units in the form of inserts into a complete device complements. In this way, by appropriate comm combination of functional units together with the zen central control and monitoring unit a variety of implement different device types. Farther it is possible with the help of such a modular design Lich, for example, by using two and more Functional units for signal modulation and demodu lation to design transceiver stations that alternatively from one type of modulation to the other can switch and thus a certain flexibility in Exchange of information with other transmitting and receiving stations enable those who, among themselves, with regard to Art the modulation they use is different. However, this flexibility is due to the number of in one unit with reasonable dimensions under The limits for the number of slots to be inserted.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Sen de-Empfangsstation der einleitend beschriebenen Art ein weiteres modulares Aufbaukonzept anzugeben, das es er möglicht, Geräteeinheiten bei vernünftigen geometrischen Abmessungen zu verwirklichen, die für eine Kommunikation mit hinsichtlich ihrer Funktionsweise unterschiedlich konzipierten Sende-Empfangseinheiten eine hohe Flexibi lität aufweisen.The invention has for its object for a Sen de receiving station of the type described in the introduction to indicate another modular construction concept that he possible, device units with reasonable geometric Realize dimensions for communication with different in terms of how they work designed transceiver units a high flexibility lity.
Ausgehend von einer Sende-Empfangsstation der einleitend beschriebenen Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.Starting from a transceiver the introductory described type, this object is according to the invention by the features specified in claim 1 solved.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich in außerordentlich vorteilhafter Weise zwei und mehr ver schiedene Sende-Empfangsstationen in einem einzigen Gerät bei relativ geringen geometrischen Abmessungen verwirklichen lassen, wenn die in einer solchen Geräte einheit hintereinander geschalteten Funktionseinheiten mit Hilfe von Signalprozessoren zu Multifunktionsein heiten erweitert werden. Dabei realisiert der Signal prozessor einer solchen Multifunktionseinheit jeweils zusammen mit einer von dieser Multifunktionseinheit weiterhin zugehörigen Teileinheiten jeweils eine Ein zelfunktion, so daß die Hintereinanderschaltung der Multifunktionseinheiten sich auf die Hintereinander schaltung der Signalprozessoren reduziert. Der Aufwand für die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit ist dabei in seiner Funktion im wesentlichen darauf be schränkt, durch Auswahl einer Einzelfunktion bei jeder der Multifunktionseinheiten eine gewünschte Kombination von Einzelfunktionen für die Gesamtfunktion zusammen zu stellen.The invention is based on the finding that in extremely advantageously two and more ver separate transceiver stations in one Device with relatively small geometric dimensions can be realized if in such devices functional units connected in series with the help of signal processors to multifunctional units are expanded. The signal realizes processor of such a multi-function unit in each case together with one of this multifunction unit associated subunits each have an on cell function, so that the series connection of the Multifunctional units on the one behind the other circuit of the signal processors reduced. The effort for the central control and monitoring unit in doing so, in essence be limits, by selecting a single function for each the desired combination of the multifunctional units of individual functions for the overall function together put.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes nach dem Patentanspruch 1 sind in den weiteren Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.Advantageous embodiments of the object according to the Claim 1 are in the further claims 2 to 9 specified.
In der Zeichnung bedeuten die der näheren Erläuterung der Erfindung dienenden Figuren:In the drawing, they mean a more detailed explanation Figures serving the invention:
Fig. 1 das Prinzipschaltbild einer Sende-Empfangssta tion mit hintereinander geschalteten Multifunk tionseinheiten, Fig. 1 illustrates the principle diagram of a transmission-Empfangssta tion with series-connected multi-radio tion units,
Fig. 2 das Prinzipschaltbild einer Multifunktionsein heit nach Fig. 1, Fig. 2 shows the principle circuit diagram of an integrated Multifunktionsein of FIG. 1,
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine bedienerseitige Ein-Ausgabeschaltung nach Fig. 1, Fig. 3 shows an embodiment for a user-side input-output circuit according to Fig. 1,
Fig. 4 das Ausführungsbeispiel einer übertragungsstrec kenseitigen Ein-Ausgabeschaltung nach Fig. 1, Fig. 4 shows the embodiment of a übertragungsstrec kenseitigen An output circuit of Fig. 1,
Fig. 5 ein weitere Einzelheiten aufweisendes bevorzug tes Ausführungsbeispiel einer Sende-Empfangs station entsprechend Fig. 1. Fig. 5 is a more detailed exhibiting Favor th exemplary embodiment of a transceiver station according to FIG. 1.
Das Prinzipschaltbild nach Fig. 1 stellt eine Sende- Empfangsstation dar, mit einer bedienerseitigen Ein- Ausgabeschaltung BD-I/O, drei hintereinander geschalte ten Multifunktionseinheiten MFE, einer übertragungs streckenseitigen Ein-Ausgabeschaltung UE-I/O, einer den Multifunktionseinheiten MFE zugeordneten zentralen Steuer- und Überwachungseinheit ZST sowie einem mit der zentralen Steuer- und Bedienungseinheit ZST verbundenen, für eine Handbedienung vorgesehenen Bedienfeld BF. Die auf Seiten der bedienerseitigen Ein-Ausgabeschaltung BD-I/O vorgesehene Multifunktionseinheit MFE ist bei einer Sende-Empfangsstation üblicherweise ein Codec CC, an das sich ausgangsseitig ein Modem MM entsprechend der dritten Multifunktionseinheit MFE anschließt. Sofern die zu übertragende Information abhörsicher übertragen wer den soll, ist, wie das in Fig. 1 in unterbrochener Linie angedeutet ist, zwischen dem Codec CC und dem Modem MM als dritte Multifunktionseinheit MFE eine Schlüsselein heit SE vorgesehen. Jede dieser Multifunktionseinheiten MFE weist wenigstens zwei Einzelfunktionen auf, die über die zentrale Steuer- und Überwachungseinheit ZST akti vierbar sind und je nach Kombination der aktivierten Einzelfunktionen die Gerätegesamtfunktion bestimmen.The schematic diagram of FIG. 1 illustrates a transmitting receiving station with a user-side input output circuit BD-I / O, three successively peeled th multi-function units MFE, a transmission trackside An output circuit UE-I / O, a multifunction units MFE associated central Control and monitoring unit ZST and a control panel BF connected to the central control and operating unit ZST and intended for manual operation. The multifunctional unit MFE provided by the operator-side input-output circuit BD-I / O is usually a codec CC at a transceiver station, to which a modem MM corresponding to the third multifunctional unit MFE is connected on the output side. If the information to be transmitted is to be tap-proof, the key unit SE is provided between the codec CC and the modem MM as a third multifunctional unit MFE, as is indicated in broken lines in FIG. 1. Each of these multifunction units MFE has at least two individual functions which can be activated via the central control and monitoring unit ZST and which, depending on the combination of the activated individual functions, determine the overall device function.
Fig. 2 zeigt den grundsätzlichen Aufbau einer Multi funktionseinheit MFE für zwei Einzelfunktionen. Eine Multifunktionseinheit MFE ist jedoch nicht auf zwei alternativ aktivierbare Einzelfunktionen beschränkt, sondern kann auch mehr als zwei solcher Einzelfunktionen umfassen. Die Multifunktionseinheit MFE weist einen Signalprozessor SP auf, der den Eingang und den Ausgang der Multifunktionseinheit MFE stellt und darüber hinaus mit der zentralen Steuer- und Überwachungseinheit ZST in Verbindung steht. Dieser Signalprozessor SP stellt soft- und hardwaremäßig die Zentraleinheit der Multifunktions einheit MFE dar und arbeitet je nach Aktivierung ent weder mit der Teileinheit TE1 oder aber der Teileinheit TE2 zusammen. Jede dieser beiden Teileinheiten TE1 und TE2 enthält in einem Speicher die die Einzelfunktion festlegende spezielle Software SW und in einem weiteren Schaltungsteil die der Einzelfunktion zugeordnete spe zielle Hardware HW. Fig. 2 shows the basic structure of a multi-functional unit MFE for two individual functions. However, a multi-function unit MFE is not limited to two alternatively activatable individual functions, but can also include more than two such individual functions. The multifunction unit MFE has a signal processor SP, which provides the input and the output of the multifunction unit MFE and is also connected to the central control and monitoring unit ZST. In terms of software and hardware, this signal processor SP represents the central unit of the multifunctional unit MFE and, depending on the activation, works either with the subunit TE1 or with the subunit TE2. Each of these two sub-units TE1 and TE2 contains in a memory the special software SW defining the individual function and in a further circuit part the special hardware HW assigned to the individual function.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Beispiele für Ein-Ausgabeschaltungen sind für eine Sende-Empfangs station gedacht, die für die Übertragung von Sprache auf Leitungen vorgesehen ist. Die bedienerseitige Ein-Aus gabeschaltung BD-I/O nach Fig. 3 zeigt einen Telefon hörer H, der über eine eine Zweidraht-Vierdrahtgabel schaltung darstellende Leitungs-Anpaßschaltung G mit dem Wandler W für die Analog-Digitalwandlung bzw. Digital- Analogwandlung verbunden ist. Die übertragungsstrecken seitige Ein-Ausgabeschaltung UE-I/O weist geräteseitig wiederum den Wandler W auf, der mit der eigentlichen Übertragungsleitung über die Leitungs-Anpaßschaltung G wiederum verbunden ist.The examples shown in Figs. 3 and 4 for input-output circuits are intended for a transceiver station, which is intended for the transmission of voice on lines. The operator-side on-off circuit BD-I / O according to FIG. 3 shows a telephone handset H which is connected via a line-matching circuit G which represents a two-wire-four-wire fork circuit to the converter W for the analog-digital conversion or digital-analog conversion . On the device side, the transmission link-side input-output circuit UE-I / O in turn has the converter W, which in turn is connected to the actual transmission line via the line adapter circuit G.
Das in Fig. 5 dargestellte bevorzugte Ausführungsbei spiel für eine mit Verschlüsselung arbeitende Sende- Empfangsstation zur Übertragung von Sprache und Daten macht von den Ausführungsformen der in den Fig. 3 und 4 angegebenen Ein-Ausgabeschaltungen Gebrauch und umfaßt entsprechend Fig. 1 drei hintereinander geschaltete Multifunktionseinheiten MFE und zwar ein Codec CC, eine Schlüsseleinheit SE und ein Modem MM. Hierbei weist das Codec CC den Signalprozessor SP1 sowie die Teileinheiten TE11 und TE22, die Schlüsseleinheit SE den Signalprozes sor SP2 sowie die Teileinheiten TE21 und TE22 und das Modem MM den Signalprozessor SP3 sowie die Teileinheiten TE31 und TE32 auf. Für die Übertragung von Daten können das Codec CC und das Modem MM entfallen. Die Schlüssel einheit SE ist hierfür im Verbindungsweg zwischen zwei Dateninterface-Einheiten DI angeordneten, denen an den jeweils freien Anschlüssen die Daten zugeführt bzw. abgenommen werden.The preferred exemplary embodiment shown in FIG. 5 for an encrypted transceiver for the transmission of voice and data makes use of the embodiments of the input / output circuits shown in FIGS. 3 and 4 and comprises, according to FIG. 1, three multifunction units connected in series MFE, namely a codec CC, a key unit SE and a modem MM. Here, the codec CC has the signal processor SP1 and the subunits TE11 and TE22, the key unit SE the signal processor SP2 and the subunits TE21 and TE22 and the modem MM the signal processor SP3 and the sub-units TE31 and TE32. The codec CC and the modem MM can be omitted for the transmission of data. For this purpose, the key unit SE is arranged in the connection path between two data interface units DI, to which the data are supplied or removed at the respectively free connections.
Bei der Übertragung von Sprachinformation, die hohen An forderungen an die Geheimhaltung genügen muß, wie das beispielsweise für den Informationsaustausch auf diplo matischer und militärischer Ebene der Fall ist, kommen übliche Verschleierungsverfahren nicht in Betracht. Das analoge Sprachsignal muß vielmehr in die digitale Ebene umgesetzt, dort verschlüsselt und das verschlüsselte digitale Sprachsignal nach geeigneter Modulation mit einem Träger wiederum in die analoge Ebene umgesetzt werden. Um hierbei mit dem Frequenzband üblicher Fern sprechkanäle auskommen zu können, ist es erforderlich, die digitalisierte Sprachinformation in ihrer Datenrate z. B. durch Redundanzminderung ausreichend zu reduzieren. Hierfür stehen, wie beispielsweise die Literaturstelle IEEE Transactions on acoustics, speech, and signal proessing, Vol. ASSP-29, Nr. 1, Febr. 1981, Seiten 13 bis 23 zeigt verschiedene Vocoder-Verfahren zur Verfü gung. Eine bevorzugte Ausführungsform des Codec CC nach Fig. 5 besteht somit darin, die Teileinheit TE11 in Zu sammenarbeit mit dem Signalprozessor SP1 für die Reali sierung eines Kanalvocoders und die Teileinheit TE12 im Zusammenwirken mit dem Signalprozessor SP1 für die Rea lisierung eines LPC-Vocoders zu gestalten. In the transmission of voice information, which must meet high confidentiality requirements, as is the case, for example, for the exchange of information at diplomatic and military levels, the usual concealment procedures are out of the question. Rather, the analog voice signal must be converted to the digital level, encrypted there, and the encrypted digital voice signal must be converted to the analog level after suitable modulation with a carrier. In order to be able to make do with the frequency band of conventional telephony channels, it is necessary to use the digitized voice information in its data rate, for B. by reducing redundancy sufficiently. Various vocoder methods are available for this, as for example the reference IEEE Transactions on acoustics, speech, and signal processing, Vol. ASSP-29, No. 1, Feb. 1981, pages 13 to 23. A preferred embodiment of the codec CC according to FIG. 5 is therefore to design the subunit TE11 in cooperation with the signal processor SP1 for realizing a channel vocoder and the subunit TE12 in cooperation with the signal processor SP1 for realizing an LPC vocoder .
In entsprechender Weise kann die Schlüsseleinheit SE für den wahlweisen Betrieb der Sende-Empfangsstation mit zwei Schlüsselverfahren gestaltet sein, die voneinander völlig verschieden sein können. Hierbei ist die Teil einheit TE22 im Zusammenwirken mit dem Signalprozessor SP2 für eine Ver- und Entschlüsselung erster Art und die Teileinheit TE2 im Zusammenwirken mit dem Signalprozes sor SP2 für eine Ver- und Entschlüsselung einer zweiten Art ausgelegt. Mit dem Modem MM können schließlich wahlweise zwei verschiedene Modulations-Demodulations verfahren verwirklicht werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 5 stellt die Teileinheit TE31 zusammen mit dem Signalprozessor SP3 eine vierfache Phasensprungmodulation 4 PSK und die Teileinheit TE32 im Zusammenwirken mit dem Signalprozessor SP3 eine sech zehnfache Quadratur-Amplitudenmodulation 16 QAM dar.Correspondingly, the key unit SE can be designed for the optional operation of the transceiver station with two key methods, which can be completely different from one another. Here, the sub-unit TE22 in cooperation with the signal processor SP2 is designed for encryption and decryption of the first type and the sub-unit TE2 in cooperation with the signal processor SP2 is designed for encryption and decryption of a second type. Finally, two different modulation demodulation methods can be implemented with the MM modem. In the preferred embodiment according to FIG. 5, the subunit TE31 together with the signal processor SP3 represents a fourfold phase shift modulation 4 PSK and the subunit TE32 in cooperation with the signal processor SP3 represents a six tenfold quadrature amplitude modulation 16 QAM.
In dieser speziellen Konfiguration stellt die Sende- Empfangsstation eine Geräteeinheit dar, die hierbei wenigstens zwei verschiedene für Sprachverschlüsselung bei hohem Geheimhaltungsgrad übliche Geräteeinheiten beinhaltet und zwar in außerordentlich kompakter Aus führungsform. Je nachdem, mit welchem der beiden ver schiedenen Gerätetypen die Sende-Empfangsstation einen Informationsaustausch durchführen soll, wird die ent sprechende Einzelfunktionskombination der Multifunk tionsbaugruppen MFE über die zentrale Steuer- und Be dienungseinheit ZST aktiviert. Hierzu weist die zentrale Steuer- und Bedienungseinheit ZST eine in Fig. 5 ange deutete Funktionsartentabelle FT auf, die die für die verschiedenen einzelnen Funktionskombinationen der Multifunktionseinheiten MFE zugehörigen Kombinationen von Steuerbefehlen für die Signalprozessoren dieser Multifunktionseinheiten ausweist.In this special configuration, the transceiver station is a device unit, which in this case contains at least two different device units that are customary for voice encryption with a high degree of secrecy, in an extremely compact embodiment. Depending on which of the two different device types the transceiver is to carry out an information exchange with, the corresponding individual function combination of the multifunction modules MFE is activated via the central control and operating unit ZST. For this purpose, the central control and operating unit ZST has a function type table FT indicated in FIG. 5, which identifies the combinations of control commands for the signal processors of these multifunctional units associated with the various individual functional combinations of the multifunctional units MFE.
Die Einstellung der gewünschten Betriebsart kann von Hand über das Bedienfeld BF erfolgen. Welche Betriebs art nötig ist, um mit einer bestimmten Gegenstation einen Informationsaustausch durchführen zu können, kann beispielsweise bei einem Verbindungsaufbau im Klartext dem Bediener von der fernen Station mitgeteilt werden. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist dies dadurch an gedeutet, daß die Ein-Ausgabeschaltungen nicht nur über die Multifunktionseinheiten MFE, sondern auch direkt über die Leitung L verbunden, d. h. die Multifunktions einheiten MFE überbrückt werden können. Weiterhin ist es aber auch möglich, im Zuge eines Verbindungsaufbaus mit einer fernen Station durch ein im Modem MM vorgesehenes Analyseteil das von der fernen Station ankommende Signal zunächst zu analysieren und aufgrund der Analyse sodann automatisch mittels der zentralen Steuer- und Überwa chungseinheit die für einen Informationsaustausch er forderliche Einzelfunktionskombination herbeizuführen.The desired operating mode can be set manually using the BF control panel. The operator can be informed in plain text, for example, of the remote station which operation is required in order to be able to exchange information with a specific remote station. In the exemplary embodiment according to FIG. 5, this is indicated by the fact that the input / output circuits are connected not only via the multifunction units MFE, but also directly via the line L, ie the multifunction units MFE can be bridged. Furthermore, it is also possible, in the course of establishing a connection with a remote station, by means of an analysis part provided in the modem MM, to first analyze the signal arriving from the remote station and then, on the basis of the analysis, automatically by means of the central control and monitoring unit for an information exchange he necessary to bring about a single function combination.
Sende-Empfangsstationen, die unter Verwendung von Multi funktionseinheiten wahlweise einen Informationsaustausch mit Sende-Empfangsstationen ermöglichen, die untereinan der wegen ihrer unterschiedlichen Funktionsweise nicht miteinander kommunizieren können, eignen sich in hervor ragender Weise für ihren Einsatz zum Informationsaus tausch zwischen Netzen oder zu Netzen hin, die jeweils Sende-Empfangsstationen aufweisen, deren unterschied liche Funktionsweise eine unmittelbare Kommunikation zwischen Sende-Empfangsstationen verschiedener Netze nicht zuläßt.Transceiver stations using Multi functional units optionally exchange information enable with transceiver stations that are one below the other not because of their different functions are able to communicate with each other outstanding way for their commitment to information exchange between networks or towards networks, each Have transceiver, their difference direct communication between transceiver stations of different networks does not allow.
BezugszeichenlisteReference list
MFE Multifunktionseinheit
BF Bedienfeld
ZST Zentrale Steuer- und Überwachungs
einheit
SD-I/O bedienerseitige Ein-Ausgabeschaltung
UE-I/O übertragungsstreckenseitige Ein-Aus
gabeschaltung
CC Codec
SE Schlüsseleinheit
MM Modem
DI Dateninterface-Einheit
TE1, 2, 11, 12
21, 22, 31, 32 Teileinheit
H Telefonhörer
G Leitungs-Anpaßschaltung
W Wandler
L Leitung
FT FunktionsartentabelleMFE multi-function unit
BF control panel
ZST Central control and monitoring unit
SD-I / O operator input / output circuit
UE-I / O transmission link input / output circuit
CC Codec
SE key unit
MM modem
DI data interface unit
TE1, 2, 11, 12 21, 22, 31, 32 subunit
H telephone receiver
G line matching circuit
W converter
L line
FT function type table
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D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
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