DE4119587C1 - Multichannel transmission system with command transmitter(s) - sending communication telegram in repeated sequential time slots - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Mehrkanalübertragungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Derartige Übertragungssysteme werden z. B. bei der automatischen Funktelegrammübertragung, in Informationsnetzen für Funkfernsteuerungen und sonstigen Vielfach-Zugriffseinrichtungen verwendet.

Für Mehrkanalübertragungen sind Frequenzmultiplex-Verfahren, bei denen einzelnen Sendern jeweils unterschiedliche Teilfrequenzbereiche zugeteilt sind, und Zeitmultiplex-Verfahren bekannt, bei denen jedem Sender zum Aussenden von Nachrichtentelegrammen nur ein Zeitschlitz in einem periodischen Zeitraster zugeteilt ist.

Eine Verbindung beider Verfahren ist aus der DE-OS 35 15 127 bekannt. Das dortige Mehrkanalübertragungssystem benutzt eine korrelierte Mehrfachübertragung, bei der mehrere Sender gleichzeitig senden können, wobei dieses dadurch gelingt, daß für alle Sender und Empfänger jeweils in synchronen Zeitschlitzen eines für alle Sender und Empfänger maßgeblichen Zeitrasters definierte Frequenzen zugeteilt werden. Die Synchronisierung der Zeitschlitze und des Zeitrasters sowie der Frequenzen erfolgt mit Hilfe einer oder mehrerer, für alle Sender und Empfänger verbindlichen Referenzsignalquellen. Bei diesem Mehrfachübertragungssystem sind zwar alle Sender und Empfänger über ein Leitungsnetz, vorzugsweise ein Energieversorgungsnetz miteinander verbunden, jedoch ließen sich die dortigen Prinzipien auch auf Funksysteme anwenden, allerdings für den Preis höherer Kompliziertheit, insbesondere wegen der Notwendigkeit, unabhängige Referenzsender vorzusehen.

Frequenzselektive Störer können bei dem bekannten Übertragungssystem die Übertragungsgüte beeinträchtigen, wobei jedoch diese Störer, insbesondere durch Redundanz, d. h. in diesem Falle durch Mehrfachübertragen von Nachrichtenbits auf verschiedenen Frequenzen, mit entsprechend hohem Aufwand unterdrückt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Mehrkanalübertragungssystem der in Rede stehenden Art anzugeben, das mit geringem Aufwand zu realisieren ist und bei dem Störer und Nullstellen-Empfang zu umgehen sind.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Demgemäß werden die Frequenzkanäle eines Kommandosenders in einem mehrere Zeitschlitze enthaltenen Zeitraster geordnet oder statistisch umgeschaltet, wobei die Zeitschlitze wesentlich kürzer als diejenigen der Empfänger sind, deren Empfangskanäle entsprechend seltener, demnach in einem größeren Zeitraster umgeschaltet werden, wobei die Zeitraster von Sendern und Empfängern nicht synchronisiert sind.

Der oder die Kommandosender senden Nachrichtentelegramme, ggf. an bestimmte Empfänger selektiv adressiert, in durch das kurze Senderzeitraster bestimmten schmalen Zeitschlitzen wiederholt mit unterschiedlichen Frequenzen und erhalten dann eine Rückmeldung, wenn die Übertragungs- bzw. Trägerfrequenz des gesendeten Nachrichtentelegrammes mit der für den Empfänger in dem jeweiligen Zeitschlitz maßgebenden Frequenz übereinstimmt. Hiermit wird die Zeitspanne, innerhalb der eine Nachrichtenverbindung zu einem Empfänger aufgenommen werden kann, bei einem Mehrfachübertragungssystem mit einer Vielzahl von Sendern und Empfängern statistisch für alle Empfänger gleich sein. Mit einem solchen Übertragungssystem lassen sich die Vorteile der nichtkorrelierten Mehrfachübertragung nutzen, ohne jedoch deren Empfindlichkeit gegen selektive Störer aufzuweisen, da ggf. ein Nachrichtentelegramm mit einer anderen Frequenz wiederholt wird. Auch Nullstellenempfang kann hiermit vermieden werden, d. h. Auslöschen von Empfangssignalspannungen durch gleich große Signalamplituden mit entgegengesetzter Phase, was z. B. durch Zweiwegausbreitung hervorgerufen wird. Man erhält hierbei ein frequenzökonomisches System bei gleichzeitig hoher Übertragungssicherheit.

Die Zeitschlitze des Sender- und des Empfängerzeitrasters müssen untereinander nicht gleich sein, auch hier kann eine statistische Aufteilung erfolgen, oder es kann ein Kanalwechsel durchgeführt bzw. ein nächstes Nachrichtentelegramm abgesendet werden, sobald das erste Nachrichtentelegramm erfolgreich an einen Empfänger übertragen wurde. Auch ein solcher Betrieb dient der Frequenzökonomie.

Das mit der Erfindung angegebene Prinzip der Nachrichtenübertragung kann insbesondere bei automatischen Funkübertragungssystemen genutzt werden. Beispiele sind die Standortdurchgabe bei Bus- oder Taxisystemen oder im Rettungswesen, z. B. in Verbindung mit satellitengestützten Standortbestimmungssystemen oder im militärischen Bereich die Minenkommunikation, Übertragung von Befehlsausgaben und Befehlsquittungen oder Sensormeldungen an Befehlszentralen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

In dieser stellen dar:

Fig. 1 ein Schaubild eines Mehrfachübertragungssystemes gemäß der Erfindung mit zwei Kommandosendern und drei Empfängern, die beide mit vier Trägerfrequenzen arbeiten;

Fig. 2 ein Zeitraster für die Kanalumschaltung auf unterschiedliche Trägerfrequenzen bei einem Kommandosender und

Fig. 3 das entsprechende Zeitraster für einen Empfänger.

In Fig. 1 sind mit S1 und S2 zwei Kommandosender bezeichnet, die jeweils eine Sende- und Empfangsantenne 1 mit entsprechenden Sende- und Empfangsschaltungen aufweisen. Mit E1, E2 und E3 sind drei Empfänger bezeichnet, die ihrerseits ebenfalls jeweils eine Sende- und Empfangsantenne 2 mit entsprechender Sende/Empfangsschaltung aufweisen.

Sowohl Sender als auch Empfänger arbeiten mit vier Übertragungsfrequenzen f1, f2, f3 und f4.

In Fig. 2 ist für einen Sender eine Aufeinanderfolge von 32 Zeitschlitzen 11, 12, 13 und 14 dargestellt. Die Zeitschlitze sind in Zeitrastern ZS zu jeweils vier Zeitschlitzen 11, 12, 13 und 14 geordnet, denen jeweils geordnet die Übertragungsfrequenzen f1, f2, f3 bzw. f4 zugeteilt sind. Die angegebene Anordnung der Zeitraster mit den Zeitschlitzen wiederholt sich nach einer bestimmten Zeitspanne, die je nach dem Anwendungsfall variiert und z. B. eine Stunde beträgt.

In Fig. 3 ist ein Zeitraster ZE für einen Empfänger dargestellt, der ebenfalls aus vier Zeitschlitzen 21, 22, 23 und 24 für die Frequenzen f1, f2, f3 bzw. f4 aufgebaut ist. Dieses Zeitraster wiederholt sich ebenfalls in regelmäßigen Abständen, von wiederum etwa einer Stunde. Demgemäß sind die Zeitschlitze 21, 22, 23 und 24 des empfängerseitigen Zeitrasters ZE wesentlich breiter als diejenigen des senderseitigen Zeitrasters ZS, in diesem Fall jeweils achtmal so groß.

Zur Kontaktaufnahme zwischen einen Sender und einem selektiv adressierten Empfänger setzt der Kommandosender das jeweilige Nachrichtentelegramm, z. B. ein Funktelegramm, verteilt innerhalb der vorgegebenen Zeitschlitze mit den entsprechenden Übertragungsfrequenzen wiederholt ab. Er widerholt dieses so lange, bis die Übertragungsfrequenz mit der momentanen Frequenz übereinstimmt, die dem momentanen Zeitschlitz auf der Empfängerseite zugeordnet ist. Bei einer Unterteilung eines Zeitrasters in vier Zeitschlitze mit vier Frequenzen wird somit spätestens beim vierten Wiederholen des Nachrichtendiagrammes eine erfolgreiche Übertragung ermöglicht.

Bei mehreren Kommandosendern und Empfängern arbeiten diese statistisch verteilt, so daß sich eine mittlere Zeitspanne ergibt, in der statistisch gesehen jeder beliebige Empfänger von jedem beliebigen Sender erreicht wird.

Der Aufbau der Sender und Empfänger ist herkömmlicher Art und braucht daher nicht näher erläutert zu werden. Der Sender enthält z. B. einen auf mehrere, in diesem Falle vier Trägerfrequenzen umschaltbaren Oszillator, dem über einen Modulator aus einem Speicher ein Nachrichtentelegramm zugeführt wird, wobei der Modulator entsprechend des Inhaltes des Nachrichtendiagrammes den Senderoszillator moduliert. Der Speicher für das Nachrichtentelegramm ist mit einer entsprechenden Eingabe verbunden, aus der unterschiedliche Nachrichtentelegramme übernommen werden können. Der Senderoszillator ist dann mit der Antenne 1 verbunden. Die Antenne ist ferner mit einer Empfangsschaltung verbunden, die gemeinsam mit der Senderschaltung als Heterodyn-Empfänger ausgebildet sein kann. Die Trägerfrequenz des Senderoszillators wird von einer Kanalwahlschaltung angesteuert, die ihrerseits mit einem Zeitgeber verbunden ist, der die Dauer der einzelnen Zeitschlitze bestimmt. Dieser Zeitgeber kann mit einem Ausgang der Empfangsschaltung verbunden sein, so daß ein Wechsel in dem Kanal erfolgt, sobald ein Nachrichtentelegramm erfolgreich von einem Empfänger empfangen worden ist und dieser ein Rücksignal an den Sender abgegeben hat.

Claims (6)

1. Mehrkanalübertragungssystem mit mindestens einem Kommandosender zum Aussenden von Nachrichtentelegrammen auf mehreren Senderkanälen mit jeweils unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen und mit mehreren Empfängern, die jeweils mit mehreren, auf die Übertragungsfrequenzen abgestimmten Empfangskanälen versehen sind, wobei die Übertragungsfrequenzen von Sendern und Empfängern durch Kanalumschaltung in einem Zeitraster variiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalumschaltung bei Kommandosendern (S1, S2) wesentlich häufiger in schmalen, jeweils unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen (f1, f2, f3, f4) zugeordneten Zeitschlitzen (11, 12, 13, 14) eines Sender-Zeitrasters (ZS) erfolgt als eine Kanalumschaltung bei den Empfängern (E1, E2, E3), wobei die Kommandosender (S1, S2) jeweils ein Nachrichtentelegramm wiederholt in unterschiedlichen Zeitschlitzen (11, 12, 13, 14) mit den entsprechend zugeordneten unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen (f1, f2, f3, f4) aussenden, und daß die Empfänger (E1, E2, E3) bei erfolgreichem Empfang eines Nachrichtentelegramms eine Rückmeldung an die Kommandosender (S1, S2) mit der jeweiligen Übertragungsfrequenz des empfangenen Nachrichtentelegrammes senden.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitze (11, 12, 13, 14) des Sender-Zeitrasters (ZS) mindestens halb so schmal sind wie die Zeitschlitze (21, 22, 23) bei den Empfängern (E1, E2, E3).

3. Übertragungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Zeitschlitze (11, 12, 13, 14) bei den Kommandosendern (S1, S2) gleich und insbesondere bevorzugt kleiner als die Breite der Zeitschlitze (21, 22, 23, 24) bei den Empfängern (E1, E2, E3) geteilt durch die Anzahl der verwendeten Übertragungsfrequenzen (f1, f2, f3, f4) ist.

4. Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitze (11, 12, 13, 14) bei den Kommandosendern (S1, S2) mit den unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen (f1, f2, f3, f4) in einer geordneten Reihenfolge belegt sind.

5. Übertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschlitze (11, 12, 13, 14) bei den Kommandosendern (S1, S2) mit den unterschiedlichen Übertragungsfrequenzen (f1, f2, f3, f4) statistisch belegt sind.

6. Übertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Zeitschlitze (11, 12, 13, 14; 21, 22, 23, 24) variierbar ist.