DE4242973C2 - Radio alarm system with a large number of message channels formed by the code multiplex method - Google Patents
Radio alarm system with a large number of message channels formed by the code multiplex methodInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Funkalarmanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 (DE 40 35 070 A1).The invention relates to a radio alarm system according to the Preamble of claim 1 (DE 40 35 070 A1).
Die Security-(Sicherheits-)Electronic hat sich zu einer
wertvollen Hilfe entwickelt, um Brand, Raub, Diebstahl,
Einbruch, Überfall und Entführung sofort zu melden. Im
wesentlichen haben die verschiedenen Komponenten einer
Alarmanlage folgende Aufgaben zu erfüllen:
Erkennen, Auswerten, Alarmieren.The Security- (Sicherheit-) Electronic has developed into a valuable aid to immediately report fire, robbery, theft, burglary, robbery and kidnapping. The various components of an alarm system essentially have to perform the following tasks:
Detect, evaluate, alert.
- a) Das Erkennen eines Einbruchsvorgangs erfolgt mit automatischen Detektoren (Meldern), die je nach Anwendungszweck nach verschiedenen Prinzipien arbeiten,a) A break-in process is identified with automatic detectors (detectors) depending on Purpose according to different principles work,
- b) die Auswertung der Meldungen geschieht in einer Zentraleinheit, abhängig von unterschiedlichen Zustandsbedingungen,b) the evaluation of the messages takes place in a Central unit, depending on different Condition conditions,
- c) die Alarmierung erfolgt entweder durch Weiterleitung des Alarms, etwa zu einer Polizeidienststelle oder in Form eines örtlichen Alarms durch Aktivieren von Alarmgebern wie Sirenen, Alarm-Blitzleuchten oder dgl.c) the alert is given either by forwarding the alarm, for example to a police station or in Form a local alarm by activating Alarm devices such as sirens, alarm flashing lights or the like
Moderne Alarmanlagen bestehen in der Regel aus einer Zentraleinheit (einschließlich Stromversorgung), Schalteinrichtungen zum Scharf-/Unscharfschalten, automatischen Einbruchmeldern, manuell betätigbaren Überfallmeldern, Übertragungseinrichtungen und/oder örtlichen Alarmgebern und einem Leitungsnetz.Modern alarm systems usually consist of one Central unit (including power supply), Switching devices for arming / disarming, automatic intrusion detectors, manually operated Panic alarms, transmission devices and / or local alarms and a network.
Als Melder werden je nach zu schützendem Objekt und Aufwand einfache Riegel- oder Magnetkontakte sowie Ultraschallmelder der verschiedensten Varianten eingesetzt. Unabhängig von ihrer Wirkungsweise kann man die Melder in drei Gruppen einteilen: Melder für Freigeländeüberwachung, Melder für Außenhautüberwachung und Melder für Innenraum und Objektüberwachung.Depending on the object to be protected and Effort simple bolt or magnetic contacts as well Ultrasonic detectors of various types used. Regardless of their mode of action, one can divide the detectors into three groups: detectors for Outdoor surveillance, detectors for outer skin surveillance and detectors for indoor and property surveillance.
Bei herkömmlichen Alarmanlagen sind die automatischen Einbruchmelder über sogenannte Meldelinien mit der Zentrale in Reihenschaltung verbunden und arbeiten nach dem Ruhestromprinzip. Durch alle Melder fließt ständig ein bestimmter Ruhestrom. Wird durch die Auslösung eines Melders der Strom unterbrochen, so erfolgt Alarmmeldung. Alarm wird ebenfalls ausgelöst bei Zerstörung oder Kurzschluß der Meldelinie an einer beliebigen Stelle.In conventional alarm systems, the automatic Intrusion detectors via so-called alarm lines with the Central connected in series and rework the quiescent current principle. All detectors flow continuously a certain quiescent current. Is triggered by a If the power is interrupted, an alarm message is issued. Alarm is also triggered in the event of destruction or Short circuit of the zone at any point.
Verschiedene Komponenten, wie beispielsweise Schalteinrichtungen, örtliche Alarmgeber usw. werden zusätzlich über eine sogenannte Sabotagelinie geschützt, d. h. es wird Alarm ausgelöst, wenn diese Komponenten geöffnet oder beschädigt werden.Different components, such as Switching devices, local alarm devices, etc. additionally protected by a so-called sabotage line, d. H. it triggers alarm when these components opened or damaged.
Damit erfüllen herkömmliche leitungsgebundene Alarmanlagen die hohen Anforderungen vom Verband der Sachversicherer in bezug auf die Störsicherheit. Bei Verwendung von Lichtwellenleitern sind die Vorteile: hohe Störsicherheit gegen elektromagnetische Wellen, hohe Übertragungskapazität und galvanische Trennung von Sender und Empfänger. Nachteilig ist jedoch der hohe Aufwand für die Verlegung des Leitungsnetzes, insbesondere wenn dies nachträglich erfolgt. This means that conventional wired Alarm systems meet the high demands of the Association of Property insurers in relation to interference immunity. At The use of optical fibers are the advantages: high Immunity to electromagnetic waves, high Transmission capacity and galvanic isolation from transmitter and receiver. However, the high expenditure for is disadvantageous the relocation of the pipeline network, especially if this is the case done retrospectively.
Aus der o. g. DE 40 35 070 A1 ist eine Funkalarmanlage bekannt, welche eine hinreichende Sicherung gegen eine Störung durch Blockierung der Funkstrecken sowie gegen eine Manipulation von außen bietet. Die daraus bekannte Funkalarmanlage besteht aus einer Zentraleinheit mit einer Empfängereinheit zum Empfangen von Funksignalen von Meldern in Form von Datentelegrammen. Die Empfängereinheiten sind so ausgelegt, daß nur Datentelegramme von zu der Funkalarmanlage gehörigen Meldern verarbeitet werden, um einen Alarm oder eine Funktion auszulösen. Insbesondere um eine Manipulation von außen mit einem anlagegleichen Funksender zu verhindern, sendet jeder Melder der Funkalarmanlage wenigstens zwei Funksignale unterschiedlicher Trägerfrequenz aus, die gleich oder unterschiedlich codiert (im Sinne einer Kennung) sind. Dementsprechend empfängt die Zentraleinheit mit ihrer Empfängereinheit mindestens zwei verschiedene Funksignale von jedem Melder und überprüft die Zugehörigkeit der die Funksignale abgebenden Melder durch Überprüfung der Gültigkeit der Codierung (Kennung).From the above DE 40 35 070 A1 a radio alarm system is known, which is sufficient protection against a malfunction by blocking the radio links as well as against one Offers manipulation from the outside. The known one Wireless alarm system consists of a central unit with a receiver unit for receiving radio signals from Notification in the form of data telegrams. The Receiver units are designed so that only Data telegrams from belonging to the radio alarm system Be processed to an alarm or a detector Trigger function. In particular, manipulation from the outside with an identical radio transmitter prevent, each detector of the radio alarm system sends at least two radio signals different Carrier frequency from the same or different are coded (in the sense of an identifier). Accordingly the central unit receives with its receiver unit at least two different radio signals from each detector and checked the affiliation of the radio signals issuing detector by checking the validity of the Coding (identifier).
Außerdem ist aus der DE 40 35 070 A1 bekannt, daß die von den einzelnen Meldern abgestrahlten Funksignale in einer Auswerteeinheit einer Feldstärkenüberprüfung unterzogen werden, wodurch die Störsicherheit noch weiter erhöht werden kann. Zur Erfüllung der VdS-Richtlinien werden bei dieser Funkalarmanlage die Nachrichtenkanäle unter Anwendung des Frequenzmultiplexverfahrens gebildet.It is also known from DE 40 35 070 A1 that that of the individual Radiated radio signals in one Evaluation unit subjected to a field strength check be, which further increases the interference immunity can be. To meet the VdS guidelines, this radio alarm system under the news channels Application of frequency division multiplexing formed.
Weiterhin ist aus der EP 0 293 627 A1 ein Funkübertragungsverfahren für eine Alarmanlage bekannt, bei dem zur Übermittlung von Informationen zwischen einer Zentraleinheit und den Komponenten der Alarmanlage jeweils dieselbe Funkfrequenz verwendet wird. Die einzelnen Nachrichtenkanäle werden dabei nach einem Zeitmultiplexverfahren gebildet. Diese Nachrichtenkanäle werden zyklisch, d. h. zeitlich getrennt nacheinander in der Zentraleinheit abgefragt, ob über den jeweiligen Zeitkanal eine Nachrichtenübertragung erfolgt. Um nun nutzlose und zeitraubende Abfragezyklen zu vermeiden, wird beim Funkübertragungsverfahren gemäß der EP 0 293 627 A1 ein Abfragezyklus nur dann durchlaufen, wenn in einer vorangegangen, sehr viel kürzeren Summenabfrage, bei der alle Komponenten gleichzeitig abgefragt werden, festgestellt worden ist, daß bei wenigstens einer Komponente (z. B. einem Melder) eine Information angefallen ist.Furthermore, EP 0 293 627 A1 Radio transmission method known for an alarm system, in which to transmit information between one Central unit and the components of the alarm system the same radio frequency is used in each case. The individual news channels are listed after a Time division multiplexing formed. These news channels become cyclical, d. H. separated one after the other in the central unit queried whether over the respective Time channel a message transmission takes place. Um now avoid useless and time-consuming query cycles, is used in the radio transmission method according to EP 0 293 627 A1 run through a polling cycle only if in a preceded, much shorter sum query, at which all components are queried at the same time, it has been found that at least one Component (e.g. a detector) information is incurred.
Schließlich ist aus der EP 0 316 853 A1 eine Funkalarmanlage bekannt, bei der zur Sicherung gegen Sabotage zusätzliche Impulse, sogenannte Pseudoimpulse, übertragen werden. Das zeitrichtige Eintreffen der Zusatzimpulse wird in der Zentraleinheit erkannt und entsprechend gewertet. Finally, EP 0 316 853 A1 Radio alarm system known to protect against Sabotage additional impulses, so-called pseudo impulses, be transmitted. The timely arrival of the Additional pulses are recognized in the central unit and rated accordingly.
Prinzipiell sind zur Nachrichtenübertragung über ein von einer Vielzahl von Einrichtungen gemeinsam benutztes Übertragungsmedium (z. B. Leitung, Funkstrecke) drei Grundverfahren bekannt, nämlich das Zeitmultiplex-Verfahren, das Frequenzmultiplex-Verfahren und das Codemultiplex-Verfahren.In principle, for the transmission of messages via one of shared between a variety of facilities Transmission medium (e.g. line, radio link) three Known basic process, namely Time division multiplexing, the frequency division multiplexing and code division multiplexing.
Beim Zeitmultiplex-Verfahren steht jeder Einrichtung die gesamte Bandbreite eines einzigen Funkkanals zur Verfügung, welches von der Einrichtung aber nur für kurze Zeitabschnitte benutzt werden darf. Die Zeichen oder Zeichenfolgen verschiedener Einrichtungen sind ineinander verschachtelt und werden mit entsprechend höherer Bitrate im einzigen Funkkanal übertragen, wobei der jeweils einer Einrichtung zugeordnete Zeitkanal (Nachrichtenkanal) sich periodisch mit der Rahmenperiodendauer wiederholt.In the time-division multiplex method, every facility is available entire bandwidth of a single radio channel Available, but only for a short time Periods can be used. The characters or Strings from different institutions are in one another nested and are with a correspondingly higher bit rate transmitted in the single radio channel, one each Device assigned time channel (message channel) itself repeated periodically with the frame period.
Beim Frequenzmultiplex-Verfahren wird die zur Nachrichtenübertragung zur Verfügung stehende Gesamtbandbreite in schmale Frequenzbänder unterteilt, welche jeweils einem Nachrichtenübertragungskanal entsprechen. Für die Dauer der Funkübertragung steht jeder Einrichtung ein solches schmales Frequenzband zur Verfügung. In der Praxis werden bei Funkalarmanlagen zur Nachrichtenübertragung Frequenzmultiplex- oder Zeitmultiplex-Verfahren eingesetzt. In frequency division multiplexing, the Message transfer available Total bandwidth divided into narrow frequency bands, which each have a communication channel correspond. For the duration of the radio transmission stands each facility has such a narrow frequency band Available. In practice, radio alarm systems for message transmission frequency division or Time-division multiplexing used.
Anwendungen des Codemultiplex-Verfahrens sind bei Autotelefonsystemen bekannt (s. a. EP 0 241 954 A2 oder EP 0 211 460 A2). Beim Codemultiplex-Verfahren werden die verschiedenen, über das gemeinsame Übertragungsmedium (z. B. Funkstrecke) geführten Nachrichten durch Basis-Modulation einem Träger aufmoduliert und das sich ergebende im Vergleich zur Kanalbandbreite schmalbandige Signal wird durch Multiplex-Modulation mit Hilfe eines den Empfänger kennzeichnenden Codeworts auf die Kanalbandbreite spektral gespreizt. In den Sendeeinrichtungen der Funkstationen ist ein Codegenerator angeordnet, welcher einen die Sendeeinrichtung kennzeichnenden Code erzeugt.Applications of the code division multiplex method are in Car phone systems known (see also EP 0 241 954 A2 or EP 0 211 460 A2). In code division multiplexing, the different, over the common transmission medium (e.g. radio link) carried out messages Basic modulation modulates a carrier and that itself resulting narrow band compared to the channel bandwidth Is by multiplex modulation using a the code word identifying the recipient to the Channel bandwidth spread spectrally. In the Transmitting equipment of the radio stations is a Code generator arranged which one Transmitter identifying code generated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Funkalarmanlage die Bildung von Nachrichtenkanälen derart vorzunehmen, daß auf einfache Art und Weise die Störsicherheit erhöht und daß die gleichzeitige störungsfreie Übertragung von Meldungen ermöglicht wird.The invention is based, in one Radio alarm system the formation of news channels like this make that in a simple way Interference immunity increases and that the simultaneous interference-free transmission of messages is made possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Funkalarmanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved according to the invention Radio alarm system with the features of claim 1 solved.
Die erfindungsgemäße Funkalarmanlage weist den Vorteil auf, daß kein Aufwand für eine Zeitschlitzsynchronisierung erforderlich ist, wie sie für ein TDMA-System (Time Division Multiple Access) unverzichtbar ist. Erst dies ermöglicht die zahlenmäßig überwiegenden Verbindungen zwischen Meldern und Zentraleinheit als unidirektionale Strecken auszubilden.The radio alarm system according to the invention has the advantage on that no effort for one Time slot synchronization is required as for a TDMA system (Time Division Multiple Access) is indispensable. Only this enables the numbers predominant connections between detectors and Train the central unit as unidirectional lines.
Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Funkalarmanlage sichergestellt, daß selbst im Fall einer Überlagerung mehrerer Meldungen der momentan angewählte Sender sicher empfangen wird.Furthermore, the radio alarm system according to the invention ensures that even in the event of an overlay multiple messages from the currently selected station Will be received.
Die kostengünstige Realisierung ergibt sich daraus, daß in den Meldern nur ein Sender erforderlich ist. Der hohe Empfängeraufwand entsteht nur in der/den (wenigen) Zentraleinheit/einheiten; dort ist zumindest die Stromversorgung kein Problem. Bei der erfindungsgemäßen Funkalarmanlage werden die Nachrichtenkanäle nach dem Code-Multiplexverfahren gebildet, so daß die Meldungen asynchron gesendet werden können, andererseits müssen die Meldungen in ausreichend kleinen Zeitabständen wiederholt werden, da diese vom Empfänger asynchron abgehört werden. Vom Verband der Sachversicherer ist im Moment für alle 10 Sekunden ein Datentelegrammaustausch vorgeschrieben. Wenn man davon ausgeht, daß während der überwiegenden Zeit keine Störungen vorliegen und somit die durchschnittliche Zeitdauer zwischen zwei Datentelegrammen etwa 25 Sekunden beträgt, läßt sich der Energieverbrauch durch die Sicherheitsabfragen um den Faktor 2,5 reduzieren, ohne Einschränkungen in der Betriebssicherheit der Alarmanlage hinnehmen zu müssen. The cost-effective implementation results from the fact that only one transmitter is required in the detectors. The height Receiver effort only arises in the (few) Central processing unit / units; there is at least that Power supply is not a problem. In the case of the invention Radio alarm system, the news channels after the Code multiplexing formed so that the messages can be sent asynchronously, on the other hand, the Messages repeated at sufficiently small intervals be listened to asynchronously by the receiver. The association of property insurers currently has 10 for everyone Data telegram exchange required for seconds. If one assumes that during most of the time there are no faults and thus the average Time between two data telegrams about 25 seconds is, the energy consumption can be by Reduce security queries by a factor of 2.5 without Limitations in the operational security of the alarm system to have to accept.
Besonders vorteilhaft zur Erhöhung der Übertragungssicherheit ist es, wenn jedes Datentelegramm aufeinanderfolgende Blöcke mit gleich langen Codewörtern umfaßt. Wird außerhalb von den gegebenen Codewörtern bzw. Zeitabständen ein Signal empfangen, so ist dies ein erster Hinweis auf Sabotage. Eventuell könnten bei Routinemeldungen Sendepausen eingelegt werden, wenn dafür von der Zentraleinheit die Störfeldstärke des Funkkanals überwacht wird. Ein Sendeblock zwischen zwei Pausen muß dabei länger als die längste Beobachtungszeit TK sein.It is particularly advantageous to increase the transmission security if each data message comprises successive blocks with code words of the same length. If a signal is received outside of the given code words or time intervals, this is a first indication of sabotage. Transmission pauses could possibly be made in the case of routine reports if the interference field strength of the radio channel is monitored by the central unit. A transmission block between two pauses must be longer than the longest observation time T K.
Die Ausgestaltung der Funkalarmanlage nach Patentanspruch 2 weist den Vorteil auf, daß es sich bei einer Blockade des Funkkanals mit hoher Wahrscheinlichkeit um eine Sabotage und nicht um ein "natürliches" Ereignis (z. B. Mitbenutzer des Frequenzbandes) handelt. Durch die Spreizung mit pseudozufälligen, orthogonalen oder quasiorthogonalen Codewörtern sind beliebige zeitliche Verschiebungen der Datentelegramme möglich, trotzdem werden Symbolinterferenzen zuverlässig vermieden. Der dabei verwendete Spreizfaktor ist ein Kompromiß, um die Vorteile der Bandspreizung mit der Forderung nach Frequenzökonomie zu vereinigen. The design of the radio alarm system according to claim 2 has the advantage that there is a blockage of the radio channel with a high probability by one Sabotage and not a "natural" event (e.g. Co-user of the frequency band). Through the Spread with pseudorandom, orthogonal or quasi-orthogonal code words are arbitrary temporal Shifts in the data telegrams possible, nevertheless symbol interference is reliably avoided. Of the spreading factor used here is a compromise to the Advantages of spreading with the demand for Unite frequency economics.
Wird gemäß der Ausführungsform nach Patentanspruch 3 zur Übertragung von Informationen in Rückrichtung ein einziger Funkübertragungskanal benutzt, so kann bei der Erst-Inbetriebnahme die Empfangsgüte eines der Gleichkanal-Nachrichtenübertragungskanäle gemessen und eine entsprechende Anpassung an die Kanaleigenschaften (Einstellung der Sendefeldstärke) vorgenommen werden. Dadurch kann auf einfache Art und Weise für alle Nachrichtenübertragungskanäle die Übertragungssicherheit erhöht werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die ermittelten Meßwerte abzuspeichern (s. a. Patentanspruch 4).Is according to the embodiment according to claim 3 Transfer of information in reverse only radio transmission channel used, so the First commissioning the reception quality of one of the Co-channel communication channels measured and a corresponding adaptation to the channel properties (Setting the transmission field strength). This makes it easy for everyone Communication channels the transmission security increase. There is also the option of store the measured values determined (see also patent claim 4).
Die Ausführungsform der Funkalarmanlage nach Patentanspruch 4 erfordert einen geringen Schaltungsaufwand, ohne daß Einschränkungen in der Betriebssicherheit der Alarmanlage hingenommen werden müssen.The embodiment of the radio alarm system according to Claim 4 requires little Circuit effort without restrictions in the Operational safety of the alarm system can be accepted have to.
Die erfindungsgemäße Funkalarmanlage wird im folgenden anhand einer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher beschrieben und erläutert. Es zeigtThe radio alarm system according to the invention is as follows based on one shown in the drawing Embodiment described and explained in more detail. It shows
Fig. 1 das Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform und Fig. 1 shows the block diagram of a preferred embodiment and
Fig. 2 einen zeitlichen Verlauf am Beispiel einer Überlagerung von Sendebursts. Fig. 2 shows a time course using the example of a superimposition of transmission bursts.
Das Blockschaltbild nach Fig. 1 zeigt eine Funkalarmanlage mit asynchroner Übermittlung von Meldungen über gespreizte, einander überlagerte Nachrichtenkanäle, wobei das dadurch erhaltene breitbandige Summensignal in einem gemeinsamen Frequenzband übertragen wird. Im einzelnen werden bei der erfindungsgemäßen Funkalarmanlage eine Vielzahl von Nachrichtenkanälen zur Übertragung von Meldungen in Form von Datentelegrammen zwischen Meldern M1 . . . Mn, insbesondere Glasbruchmelder, Infrarotmelder, kapazitiver Melder, Körperschallmelder, Öffnungsmelder, Mikrowellenmelder, Ultraschallmelder usw., zwischen Schalteinrichtungen S, insbesondere Blockschloß, zeitgesteuerte Schalteinrichtungen und elektronische Schalteinrichtungen, und zwischen Steuerorganen ST, insbesondere automatische Wählgeräte für Alarmierungseinrichtungen, insbesondere Sirenen und Blitzlampen oder dergl. und einer mikroprozessorgesteuerten Zentraleinheit ZE gebildet. In der Übertragungsrichtung von den Meldern M1 . . . Mn zur Zentraleinheit ZE werden die Nachrichtenkanäle unter Anwendung des Codemultiplexverfahrens gebildet. Anschließend werden die so gebildeten gespreizten Nachrichtenkanäle einander überlagert und auf eine einzige Trägerfrequenz umgesetzt. Vorzugsweise werden zur Spreizung pseudozufällige, orthogonale oder quasiorthogonale Codewörter benutzt. The block diagram of FIG. 1 shows a radio alarm system with asynchronous transmission of messages via spread, superimposed message channels, the broadband sum signal obtained thereby being transmitted in a common frequency band. In particular, in the radio alarm system according to the invention, a multiplicity of message channels for transmitting messages in the form of data telegrams between detectors M1. . . Mn, in particular glass break detectors, infrared detectors, capacitive detectors, structure-borne sound detectors, opening detectors, microwave detectors, ultrasound detectors, etc., between switching devices S, in particular block locks, time-controlled switching devices and electronic switching devices, and between control devices ST, in particular automatic dialing devices for alarm devices, in particular sirens and flash lamps or the like and a microprocessor-controlled central unit ZE is formed. In the direction of transmission from detectors M1. . . The message channels are formed to the central unit ZE using the code division multiplex method. The spread message channels thus formed are then superimposed on one another and converted to a single carrier frequency. Pseudo-random, orthogonal or quasi-orthogonal code words are preferably used for spreading.
Zur Übertragung von Informationen in Rückrichtung ist ein einziger gemeinsamer Funkübertragungskanal vorgesehen, wobei - wie auch in Hinrichtung - jedes Datentelegramm Blöcke mit gleich langen Codewörtern aufweist. Diese Übertragungen über die bidirektionalen Funkübertragungskanäle können durch die Rücksendung einer Quittierung zusätzlich abgesichert werden. Weiterhin werden bei der erfindungsgemäßen Funkalarmanlage die Datentelegramme von den Meldern M asynchron und mit einer für alle gleichen Periodendauer der Meldungswiederholungen gesendet.To transfer information in the reverse direction is a only one common radio transmission channel is provided, whereby - as in the execution - every data telegram Has blocks with code words of equal length. These Transfers over the bidirectional Radio transmission channels can be sent back by a Acknowledgment must be additionally secured. Farther are in the radio alarm system according to the invention Data telegrams from the detectors M asynchronously and with one for all the same period of time Repeat messages sent.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funkalarmanlage werden L = 200 Nachrichtenkanäle gebildet. Die Funkalarmanlage wird in einem Frequenzbereich von zwei bis drei GHz betrieben. Bei einer Sendeleistung von ca. 10 mW beträgt die Reichweite (Funkstrecke) im Gebäude etwa 30 m und im Freifeld etwa 100 m. Im Normalbetrieb, d. h. wenn keine Störfeldstärke (zum Beispiel von anderen Geräten, die im Mikrowellenbereich arbeiten) detektiert wird, wird ein Datentelegrammaustausch beispielsweise alle 20-30 Sekunden veranlaßt. Im Störbetrieb, d. h. wenn eine Störfeldstärke detektiert wird, erfolgt der Datentelegrammaustausch beispielsweise alle 4-5 Sekunden, wie dies in einer nicht vorveröffentlichten Patentschrift DE 42 39 702 C1 vorgeschlagen wird. Die Systemverzögerung Ts vom Ansprechen eines Melders M bis zur Alarmauslösung liegt (ebenso wie für Sabotageerkennung) bei 10 s. Mit einer Netto-Datenmenge von 32 bit (4 Byte pro Telegramm) und einer Anzahl von 224 (16 Millionen) verschiedener Codierungen kann weniger als ein Fehlalarm in 100 Jahren erwartet werden. Durch die hohe Übertragungssicherheit werden die vom Verband der Sachversicherer gestellten Forderungen an die Betriebssicherheit mehr als erfüllt.In a preferred embodiment of the radio alarm system according to the invention, L = 200 message channels are formed. The radio alarm system is operated in a frequency range of two to three GHz. With a transmission power of approx. 10 mW, the range (radio link) is approx. 30 m in the building and approx. 100 m in the free field. In normal operation, ie if no interference field strength (for example from other devices operating in the microwave range) is detected, a data telegram exchange is initiated, for example, every 20-30 seconds. In interference mode, ie when an interference field strength is detected, the data telegram is exchanged, for example, every 4-5 seconds, as is proposed in a unpublished patent DE 42 39 702 C1. The system delay T s from the response of a detector M to the triggering of the alarm (as well as for sabotage detection) is 10 s. With a net data volume of 32 bits (4 bytes per telegram) and a number of 2 24 (16 million) different codings, less than one false alarm can be expected in 100 years. The high level of transmission security means that the requirements placed on operational security by the association of property insurers are more than met.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform weist die Zentraleinheit ZE einen Korrelator K auf, welcher auf den auszuwertenden Spreizcode mittels Mikroprozessor MP und einer mit diesem verbundenen Auswerteeinheit AE und anhand in einem Speicher SP abgespeicherten Spreizcode eingestellt wird.In the embodiment shown in FIG. 1, the central unit ZE has a correlator K which is set to the spreading code to be evaluated by means of a microprocessor MP and an evaluation unit AE connected to it and by means of a spreading code stored in a memory SP.
Der Verbindungsablauf in der erfindungsgemäßen Funkalarmanlage mit Bildung der Nachrichtenkanäle nach dem Code-Multiplexverfahren wird im folgenden anhand Fig. 2 näher beschrieben. Jeder Melder M sendet asynchron mit einer WiederholperiodeThe connection sequence in the radio alarm system according to the invention with formation of the message channels according to the code multiplex method is described in more detail below with reference to FIG. 2. Each detector M sends asynchronously with a repetition period
TM < (Ts/L) - TT.T M <(T s / L) - T T.
Dabei ist mit Ts die Systemverzögerung vom Melderansprechen bis zur Alarmauslösung bezeichnet, L bezeichnet die Anzahl der Nachrichtenkanäle, und TT die Sendedauer.T s denotes the system delay from the detector response to the triggering of the alarm, L denotes the number of message channels, and T T the transmission duration.
Jede Funkverbindung benutzt einen eigenen CDMA-Kanal (mit eigener Pseudo-Noise-Sequenz (PN-Sequenz)). CDMA steht für Code Division Multiple Access und ist der englischsprachige Ausdruck für Code-Multiplex. Each radio connection uses its own CDMA channel (with own pseudo-noise sequence (PN sequence)). CDMA stands for code division multiple access and is the English language expression for code multiplex.
Der Empfänger, insbesondere die Zentraleinheit ZE, wählt der Reihe nach alle Sendestationen (Melder) mittels der jeweiligen PN-Sequenz an.The receiver, in particular the central unit ZE, chooses all transmitters (detectors) in sequence using the respective PN sequence.
Da jeder Melder einen eigenen CDMA-Kanal benutzt, ist die notwendige Beobachtungszeit TK für jeden Kanal:Since each detector uses its own CDMA channel, the necessary observation time T K for each channel is:
TK = TM + TT = 49 ms + 1 ms = 50 ms.T K = T M + T T = 49 ms + 1 ms = 50 ms.
Ein Abfragen aller Sensoren benötigt L * TK sec.Querying all sensors requires L * T K sec.
Eine große Anzahl L von Nachrichtenkanälen ergibt ein kleines TM und damit eine relativ große Sendetastung.A large number L of message channels results in a small T M and thus a relatively large transmission key.
Mit einer Nettodatenmenge von 32 Bit pro Telegramm, einer Sendedauer TT = 1 ms folgt eine Übertragungsdatenrate von 32 kbps. Mit einem Bandspreizfaktor Be = 1000 ergibt sich eine CDMA-Bandbreite W = 32 Mbps.With a net data volume of 32 bits per telegram, a transmission time T T = 1 ms, a transmission data rate of 32 kbps follows. With a spread spectrum factor B e = 1000, a CDMA bandwidth W = 32 Mbps results.
Das Sendereinschaltverhältnis beträgtThe transmitter duty cycle is
TT = 1 ms/TM = 49 ms = 0,02.T T = 1 ms / T M = 49 ms = 0.02.
Damit würde die Sendeenergie recht gut über das 85 MHz breite Frequenzband verteilt.This would send the transmission energy quite well above the 85 MHz wide frequency band distributed.
Es können mindestens 1000 PN-Sequenzen gefunden werden, die bezüglich ihrer Kreuz- und Autokorrelation für CDMA geeignet sind (z. B. nach Gold in dem Fachbuch von Proakis, Digital Communications, Mc Graw Hill, 2. Auflage, 1989, S. 883). Somit können innerhalb der Reichweite einer Anlage min. 1000 CDMA-Kanäle codiert werden. Es kann erwartet werden, daß die max. 200 angenommenen CDMA-Kanäle störungsfrei nebeneinander betrieben werden können. Jeder CDMA-Kanal ist ein Mitbenutzer des Frequenzbandes, der jedem anderen Kanal mit der Wahlscheinlichkeit von 1 ms : 49 ms überlagert wird.At least 1000 PN sequences can be found those regarding their cross and autocorrelation for CDMA are suitable (e.g. according to gold in the specialist book by Proakis, Digital Communications, Mc Graw Hill, 2nd Edition, 1989, p. 883). Thus, within the Range of a plant min. 1000 CDMA channels coded become. It can be expected that the max. 200 assumed CDMA channels side by side without interference can be operated. Each CDMA channel is one Co-users of the frequency band of every other channel with the probability of 1 ms: 49 ms superimposed becomes.
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