DK144080B - Anlaeg til tovejs radioforbindelse imellem et fast talested og mindst en station der er mobil i et omraade hvis stoerrelse overstiger en enkelt fast sender-modtagerstations daekningsomraade - Google Patents

Description

dø) DANMARK νΕ&Ζ

|j| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 144080 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 3857/76 (51) IntCI.3 H OA 8 7/26 (22) Indleveringsdag 26. aug. 1976 (24) Løbedag 26. aug. 1976 (41) Aim. tilgængelig 28. féb. 1977 (44) Fremlagt 30· nov. 1981 (86) International ansøgning nr. -(86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag -(62) Stamansøgning nr. "

(30) Prioritet 27- aug. 1975* 11095/75* CH

(71) Ansøger AUTOPHON AKTIENGESELLSCHAPT* 4500 Solothurn, CH.

(72) Opfinder Alois Zimmermann, CH: Hans Rudolf Mueller, CH.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Boutard.

(54) Anlæg til tovejs radioforbindelse Imellem et fast talested og mindst en station, der er mobil i et område, hvis størrelse overstiger en enkelt fast sender-modtagerstations dæk= ningsområde.

Opfindelsen angår et anlæg af den i krav l’s indledning angivne art til tovejs radioforbindelse imellem et fast talested og mindst én station, der er mobil i et bestemt område. Dette om-råde overstiger en enkelt fast sender-modtagerstations dæknings-2 område. Ved forskellige steder i det nævnte område er anbragt 0 faste stationer med hver en sender og en modtager. Mindst én af j! disse faste stationer udsender derved en fra det faste talested t til den mobile station rettet information over dens sender, og den mobile station udsender den til det faste talested rettede t information med en enkelt frekvens, som modtages af de forskel- ^ lige faste stationer. I de faste stationer findes første koblings midler, som udelukkende forbinder modtager-udgangen ved den faste station, ved hvilken den mobile station bedst modtages, med det 2 144080 faste talested.

Sådanne anlæg kendes f.eks. fra beskrivelsen til tysk fremlæggelsesskrift nr. 1 101 540 og USA patentskrifteme nr. 2 870 326 og nr. 3 155 909 I alle disse anlæg frembringes en voksende jævnspænding med voksende modtagerfeltstyrke af modtagerne ved de faste stationer. De ved de forskellige stationer frembragte jævnspændinger bliver sammenlignet med hinanden, og modtagerudgangen bliver koblet igennem der, hvor den største spænding blev fastslået. Disse tre kendte anlæg adskiller sig indbyrdes ved den måde, hvorpå de forskellige spændingsværdier overføres og sammenlignes.

I det fra det tyske fremlæggelsesskrift nr. 1 101 540 kendte anlæg bliver de faste stationer forbundet med hinanden over jævnstrømsledninger, hvori forskellene af de til de tilhørende spændinger svarende strømme forløber. Som følge af disse strømmes retning bliver der i relæstationer betjent polariserede relæer, som foretager de tilsvarende til- og udkoblinger.

I det fra USA patent skrift nr. 2 870 326 kendte anlæg sker denne overføring af spændingsværdier med tonefrekvens, hvor frekvensen afhænger af spændingens amplitude. Frekvenserne bliver ved modtagelsesstedet formet tilbage til frekvensproportionale jævnspændinger, og de forskellige spændinger bliver sammenlignet med polariserede relæer.

I det fra USA patentskrift nr. 3 155 909 kendte anlæg frembringer hver faste station en spærreimpuls, så snart et signal ankommer fra den mobile station. Den tidsmæssige afstand mellem disse spærreimpulser fra modtagningens begyndelse afhænger af modtagelsesbetingelserne og tiltager med voksende modtagelsesfeltstyrke og dermed den fra modtageren frembragte jævnspænding. Disse impulser bliver overført til de øvrige faste stationer. Ved den station, som sidst udsender spærreimpulsen, bliver frembragt en forbindelse imellem modtagerudgangen og det faste talested, mens en sådan forbindelse bliver forhindret ved alle de øvrige faste stationer som følge af virkningen af denne impuls.

Oplysning om forbindelserne fra det faste talested til den mobile station kendes kun fra det tyske fremlæggelsesskrift nr. 1 101 540.

3 144080

Der har alle de faste stationers sendere den samme frekvens, og senderen bliver udelukkende koblet til den station, ved hvilken den mobile station bedst modtages. En forbindelsesoptagelse af det faste talested er dog Ikke beskrevet der.

Ved dette kendte anlæg løses den opgave udelukkende at for-binde udgangen fra den faste stations modtager, ved hvilken den bevægelige station modtages bedst, med det faste talested idet de ved de forskellige faste stationer optrædende modtagne feltstyrker bliver indbyrdes sammenlignet.

Det må forventes, at de 1 dette tilfælde nødvendige feltstyrkemålinger, overføringen af måleværdierne og deres sammenligning er mulig uden problemer, så længe den modtagne feltstyrke er stor ved i det mindste en af de faste stationer. Men det må være vanskeligt, også ved svage modtagersignaler at vedligeholde af feltstyrken afhængige signaler, ved hvis sammenligning den bedste modtagerkvalitet kan fastslås. Desuden skal karakteristikkerne for om- og tilbageformning af jævnspændingen (eventuelt) i sammenhæng med transmissionen af jævnspændingsværdierne til andre størrelser stemme nøjagtig overens med hinanden ved de forskellige stationer. Imellem de faste stationer skal overføres styresignaler, hvortil yderligere ledninger til dels vil være nødvendige.

Med den foreliggende opfindelse løses den beskrevne opgave på en måde, ved hvilken en overføring af den målte værdi af feltstyrken ikke er nødvendig imellem de faste stationer, og ved hvilken de til denne løsning knyttede ulemper derfor ikke optræder. Man er derunder gået ud fra kendskabet til, at kvaliteten af forbindelserne imellem den mobile station og de faste stationer er reciprok, dvs. at de faste stationer, hvis sendinger bedst modtages af den mobile station, også modtager den mobile station bedst. Opgaven er ifølge opfindelsen løst ved, at de indledningsvis angivne anlæg er ejendommeligt ved det i krav l's kendetegnende del angivne.

Opfindelsen skal i det følgende nærmere beskrives med henvisning til tegningen, hvorpå 144080 4 fig. 1 viser et blokdiagram af en del af et anlæg, som eksempelvis tjener til radioforbindelse imellem et fast talested og en mobil station, som er anbragt i et på en lang jernbanestrækning kørende· tog, fig. 2 viser det forenklede koblingsdiagram af det faste talested, fig. 3 viser det forenklede koblingsdiagram af en af de faste stationer, og fig. 4 viser det forenklede koblingsskema af den mobile station.

Det i fig. 1 viste faste talested C er forbundet over to til hver sin taleretning hørende ledninger 11 og 12 med seks faste stationer F1....F6. I stedet for galvaniske ledninger 11 og 12 kan naturligvis også benyttes retningsstråleforbindelser. Hver fast station består af en sender 13 og en modtager 14 med dertil hørende antenner. Den mobile station M har en sender 15 og en modtager 16 med hver en tilhørende antenne.

Hver fast station er tildelt en af sendefrekvenserne ffl....

...ff3 og en af et kendesignals frekvenser ul....u5· Den mobile station sender med frekvensen fm og dens modtager kan afstemmes på de tre frekvenser ffl....ff3. I fig· 1 antages, at denne modtager på det pågældende tidspunkt er afstemt til frekvensen ff3· Det nævnte kendesignal er et signal med en lavere frekvens end talebåndet, som bliver tilført til modulationsindgangen for senderen til den omhandlede faste station sammen med et eventuelt foreliggende talesignal fra det faste talested. Et kendesignal, som på tilsvarende måde er moduleret med den fra den mobile station udsendte bærebølge, bliver modtaget af den faste stations modtagere og udløser ved den faste station bestemte virkninger, ved hvilke kendesignalets frekvens svarer til den til denne station tildelte frekvens.

5 U4080

De faste stationers sendefrekvens er i almindelighed på kendt måde således fordelt på de forskellige sendere, at der ved ingen af de mulige steder for den mobile station fremhersker signaler, som stammer fra to stationer, som sender med samme frekvens i forhold til signaler fra andre stationer. Til kendesignalet anvendes fortrinsvis et større antal forskellige frekvenser end til disse sendefrekvenser. Kendesignalernes frekvenser bliver derved fordelt således på de faste stationer, at en bestemt ved et vilkårligt sted placeret mobil station aldrig samtidig kan modtage mere end en af de faste stationer, hvis kendesignals frekvens er ens.

Anlægget arbejder grundlæggende således, at alle de faste stationers sendere vedvarende sender, medens den mobile stations sender kun sender, når der skal føres en samtale. I anlæggets hvilestand bliver ingen af de faste stationers sendere påmoduleret et kendesignal.

Fig. 2 viser det faste talested C, som har en mikrofon og en højtaler med tilhørende forstærkere. Ledningerne 11 og 12, på hvilke der også kan benyttes retningsstråleforbindelser, hører til de faste stationer.

Den i fig. 3 viste faste station indeholder en sender 13 og en modtager 14. Modtagerudgangen kan være forbundet over en elektronisk omskifter 31 med ledningen 11, og senderindgangen er forbundet med ledningen 12 over et højpasfilter 32. Den elektroniske omskifter 31 bliver bragt i ledende tilstand, når et kendesignal er indeholdt i modtagerens udgangssignal, hvilket kendesignal bliver ført gennem båndpasfilteret 33. Højpasfilteret 34 leder de i modtagerudgangen indeholdte støjdele igennem og styrer dermed over en ensretter 37 og et inversionsled 35 kendesignal-frembringeren 36, som dermed kun bliver sat i drift, når modtageren 14 modtager et signal og dermed ingen støj afgiver. Det frembragte kendesignal, som ligger under talefrekvensområdet, bliver sammen med det fra ledningen 12 kommende talesignal ført til indgangen af senderen 13. Højpasfilteret 32, som leder talesignalet igennem, forhindrer kendesignalets afgang i ledningen 12.

144080 6 I alle faste stationer er kendesignalfrembringeren 36 og båndpas-filteret 33 afstemt til den samme frekvens, som hører til den pågældende station.

Den på fig. 4 viste mobile station indeholder hver en med en antenne forsynet sender 15 og en modtager 16. Senderen 15 har en ved hjælp af en tastaturkontakt 438 styret tastaturindgang og en modulationsindgang 403, som bliver tilført mikrofonens 405 signal. Modtageren har tre styreindgange, over hvilke modtagerfrekvensen kan fastlægges på en af tre værdier. Dens udgang fører til et lavpasfilter 406, som kun lader kendesignalet passere, desuden et højpasfilter, som spærrer for kendesignalet og et i tre trin foranderligt dæmpningsled 410. Det over lavpas-filteret 406 førte kendesignal bliver på den ene side ført til dæmpningsledet 440 i fællesskab med talesignalet fra senderens 15 modulationsindgang og på den anden side ensrettet i diodetrinnet 439 og anvendt på en senere beskreven måde i en logisk styring. Det over højpasfilteret 407 fremførte talesignal sendes over gaffelkontakten 415 til hovedtelefonen 416. Dæmpningsledets 410 udgang fører over højpasfilteret 408 til frekvens-styreindretningen 450. Højpasfilteret spærrer såvel tale- som kendesignal, og ved dets udgang fremkommer kun en del af den lejlighedsvis ved modtagerudgangen optrædende støj. Denne støjbestanddel foranlediger for så vidt den overstiger et bestemt niveau på ikke vist måde afsøgningen efter en anden modtagerfrekvens, ved hvilken der optræder mindre støj. Ved denne afsøgning bliver dæmpningsledet 410 først styret på en ringe dæmpning for at søge efter en kanal med god modtagelse. Først når ingen sådan kanal, d.v.s. ingen station, som er særlig god at modtage, er blevet fundet, bliver en større dæmpning indkoblet og dermed også antaget dårligere forbindelser.

Den logiske styring, som bliver tilført diodetrinnets 439 udgangssignal, består af 0G-sluseporten 437, inverteren 436 og forsinkelsesleddet 430 og virker således, at den kun afgiver et signal, når senderen på den ene side er indkoblet et stykke tid, som mindst svarer til forsinkelsesleddets 430 reaktionsforsinkelse, medens der på den anden side intet kendesignal bliver ført til modtageren over lavpasfilteret 406.

7 144080

Den i fig. 4 viste indretning frembyder dermed vedvarende den bedst mulige forbindelseskvalitet i samtaleretning fra fast samtalested til mobilstation. Ved hjælp af fig. 1, 3 og 4 skal der nu beskrives foranstaltninger og kontaktmidler, som tjener til at forbinde det faste talesteds højtaler med modtagerudgangen i den pågældende faste station, hvis sender bliver modtaget af den mobile station. Dette bliver principielt opnået derved, at der til de forskellige faste stationer er knyttet forskellige kendefrekvenser, at de mobile stationer i deres sendesignal bliver moduleret med kendefrekvensen for den pågældende faste station, hvis sender bliver modtaget af dem, og at et modtaget signal i de faste stationer kun bliver ført til det faste tale-sted, når det modtagne kendesignal stemmer overens med det til den pågældende faste station hørende kendesignal. Dette kendesignal bliver frembragt af kendesignalfrembringeren 36 i de faste stationer, og til deres frekvens bliver valgt den til den pågældende station hørende værdi. Kendesignalet bliver kun moduleret bærebølgen ved sådanne faste stationer, til hvilke den mobile station bliver modtaget. Kendesignalet for sådanne faste stationer, som bliver modtaget fra den mobile stations modtager, bliver nu igen udsendt fra den mobile station, modtaget ved forskellige faste stationer og der tilført ved indgangen af båndpasfilteret 33. Da hvert af disse båndpasfiltre som tidligere nævnt allerede er afstemt til den samme frekvens som den i samme station indeholdte kendesignal-frembringer 36, stemmer kun frekvensen af kendesignalet i sådanne faste stationer, som bliver modtaget af den mobile station, overens med filterets 33 gennemgangsfrekvens, således at den elektriske omskifter 31 kun der bliver betjent. Som følge af dette kommer modtagerens udgangssignal kun til det faste talested via den faste station, som bliver modtaget af den mobile station, således at højttaleren ved dette talested kun er tilsluttet en enkelt modtagerudgang.

Med det af den mobile station på den tidligere beskrevne måde foretagne valg af den bedst modtagne faste station bliver der således også udvalgt den faste station, over hvilken for bindeisen bliver afviklet i den modsatte retning. Dermed opnås de samme 144080 8 overføringsbetingelser i begge retninger. Hvis der ved den mobile station intet kendesignal modtages, skønt dens sender er aktiveret, kan dette betyde, at modtageren i den af den mobile stations modtagne faste station er faldet ud, og denne stations kendesignalfrembringer 36 derfor ikke blev indkoblet. For at forhindre, at den mobile station i dette tilfælde ikke bliver hørt ved talestedet, afgiver den af inverteren 436 og sluseporten 437 bestående logiske kobling i den mobile station et udgangssignal, som i frekvens styreindretningen 450 udløser den samme virkning, som støj ved modtagerudgangen, således at en modtagerkanal bliver afsøgt, på hvilken et kendesignal er moduleret.

De beskrevne forhold bliver nu endnu en gang fremstillet sammenfattende i forbindelse med fig. 1. Der foreligger seks faste stationer F1....F6, som tilsammen udsender tre frekvenser ffl....ff3, som udsender de fra det faste talested C afgivne tale- og datasignaler. Frekvenstildelingen til stationerne er derved foretaget ifølge en cyklisk ombytning. De i de faste stationer indeholdte frembringere for kendesignaler og de tilsvarende filtre er afstemt på fem forskellige frekvenser ul.....u5, som er angivet i paranteser med de pågældende sendere og modtagere. Ved det udsendte signal er frekvensen af det i modulationssignalet indeholdte kendesignal ligeledes angivet i paranteser ved siden af bærefrekvensen (ffl, ff2, ff3, ffm), hvor (-) betyder, at der intet kendesignal er moduleret. Den mobile stationmodtager modtager på frekvensen ff3. Af de viste faste stationer kan den dermed modtage stationerne F3 og F6. Det bliver forudsat, at signalerne fra stationen F3 vil kunne modtages med væsentlig større feltstyrke end signalerne fra .stationen F6, således at signalerne fra den sidstnævnte station bliver undertrykt og ingen forstyrrelser bevirker. For så vidt de faste stationer er anbragt på passende måde og for så vidt den gunstigste modtagermulighed på den beskrevne måde bliver af søgt ved den mobile station, er de nævnte forudsætninger i hvert tilfælde opfyldt. Det bliver endvidere forudsat, at det med frekvensen fm udsendte sendesignal fra den mobile station bliver modtaget ved alle de faste stationer F2, F3, F4 og F6. Alle disse stationer modulerer i deres sendesignal det til stationerne tildelte kendesignal.

144080 9

Sendersignalerne bliver ud over de fra stationen F3 udsendte ikke modtaget ved den mobile station, således at også de modulerede kendesignaler er betydningsløse for den mobile station.

Det til senderen i den faste station F3 modulerede kendesignal med frekvensen u3 bliver derimod moduleret ved den mobile stations sendesignal. Dette sendesignal bliver nu modtaget ved de nævnte stationer F2, F3, F4 og F6. Af disse stationer har dog kun stationen F3 et efter frekvensen u3 afstemt filter, således at lom modtageudgangen ved denne station bliver forbundet med ledningen 11. Forbindelsen mellem det faste talested og den mobile station afvikles dermed i begge retninger udelukkende over den faste station F3, idet det ved den mobile station er blevet fastslået, at der ved dens nuværende placering på denne måde vil kunne opnås de i det mindste tilnærmelsesvis bedste overføringsbetingelser.

Som allerede tidligere anført sender de faste stationer vedvarende, medens den mobile station kun sender, når den fører en samtale med det faste talested. Frekvensvalgindretningen i den mobile station arbejder uafhængigt af, om den tilhørende sender er aktiveret, og holder dermed hele tiden den gunstigste forbindelse klar ved ankommende og ved afgivende opkald. For så vidt der foreligger flere mobile stationer, sender kun en enkelt ad gangen, således at de tidligere, på en enkelt mobil station begrænsende betragtninger også i dette tilfælde stemmer uindskrænket.

Opfindelsen er på ingen måde bundet til udførelseseksemplet. Især er antallet af anvendte sende- og kendesignalfrekvenser og antallet af foreliggende taletærskler i eksemplet blevet valgt rent vilkårligt .

Signaleringen ved den tilkoblede station kunne i stedet for det under talebåndets frekvens modulerede kendesignal også ske ved over talebåndets frekvens modulerede signaler, ved en anden modulationsart eller ved hjælp af periodisk korte tonefrekvenssignaler i taleområdet. Det er heller ikke nødvendigt - for så vidt man ser bort fra bestemte fordele - at frembringe kendesignalet i den faste station. Det ville også være muligt, at tildele hver bærefrekvens et kendesignal, at frembringe dette signal i den 144080 10 mobile station og gøre dens frekvens afhængig af den valgte modtagelsesfrekvens.

Faststillingen af modtageren og fastlæggelsen af de forskellige taleniveauer kan også ske på anden måde end i det viste eksempel, idet det modtagne signal eksempelvis på en eller anden kendt måde bliver direkte udtrukket og dets niveau bestemt.

I det beskrevne udførelseseksempel blev det antaget, at såvel modtagerne i de faste som i de mobile stationer kunne modtage den tilhørende sender under driften. Dette betinger anbringelsen af i en i figuren ikke viste antenneskifter. Men opfindelsen er ikke knyttet til sådanne anordninger. Den er også anvendelig i anlæg, i hvilke sending og modtagelse kun kan ske skiftevis ved de mobile stationer. Under sådanne forudsætninger skal der i mobile stationer være tilvejebragt et lager, som fastholder kendetegnet for den sidst modtagne faste sender, og det afgivne kendesignal må frembringes på grundlag af lagerindholdet i den pågældende mobile station.

For at forhindre, at overføringsforholdene forringes, når den mobile station under en uafbrudt sendeforbindelse bevæger sig fra en fixstations område til en andens, anbefales anbringelsen af skiftemidler, som i dette tilfælde periodisk kan omskifte den mobile station på kort tid fra at sende til at modtage, hvorved modtagelsesforholdene hele tiden bliver afprøvet og det frembragte kendesignal lejlighedsvis vil kunne ændres.

Claims (2)

11 U4080

1. Anlæg til tovejs radioforbindelse imellem et fast talested og mindst én station, der er mobil i området, hvis størrelse overstiger en enkelt fast sender-modtagerstations dækningsområde, hvilket anlæg har flere, til hvert sit forskellige sted i det nævnte område hørende faste stationer, som hver indeholder en sender og en modtager, og som udsender en fra det faste talested til den mobile station rettet information, og i hvilket anlæg den mobile station udsender den til det faste talested rettede information med en enkelt frekvens, som modtages af de forskellige faste stationer, hvorhos der ved de faste stationer findes første omskiftningsmidler, som udelukkende forbinder modtager-udgangen ved den faste station, ved hvilken den mobile station bedst modtages, med det faste talested, kendetegnet ved, at de i de forskellige faste stationer (F1...F6) indeholdte sendere (13) udsender den fra det faste talested (C) til den mobile station (M) rettede information samtidig med forskellige, til hver af de faste stationer hørende frekvenser (ffl....ff3), Og at den mobile station modtager denne information og denne frekvens med en enkelt modtager (16), som er omskiftelig på de nævnte forskellige frekvenser (ffl____ ff3), og som om skiftes til den for modtagelsen gunstigste frekvens, at de nævnte omskiftningsmidler (33, 31) er styret ved hjælp af kendesignaler (ul... u5) med udenfor talefrekvensbåndet liggende frekvenser, som hører til hver sin af de faste stationer (F1,..F6), at yderligere i den mobile station (M) foreliggende andre omskiftningsmidler (406, 440) modulerer det kendesignal (ul...u5), som svarer til den modtagne faste station (F1....F6), på den tilhørende sender (15), og at de nævnte første omskiftningsmidler (33, 31) kun forbinder den tilhørende modtager-udgang (14) med det faste talested (C), når frekvensen af det modtagne kendesignal (ul...u5) svarer til den frekvens, som kendetegner den pågældende faste station (F1...F6), ogat således kun modtager-udgangen i den faste station, hvis sender modtages af den mobile station, er forbundet med det faste talested.