NO130337B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til kontinuerlig overvåkning av

mottagningsforholdene for en mobil radiomottager

for radiotelefontjeneste.

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til kontinuerlig

overvåkning av mottagningsforholdene for en mobil radiomottager for radiotelefontjeneste med selektivt anrop av vedkommende mottager og med simpleksoverføring av informasjon fra et stasjonært sendernett, hvor en høyfrekvensbærebølge for et anrop moduleres med kodede lavfrekvenssignaler av bestemt varighet og i informasjonspausene moduleres med et pausesignal med en annen lavfrekvens. Fremgangsmåten kan f.eks. anvendes for såkalte Euro-signalmottagere for den europeiske radiotelefontjeneste.

Ved denne radiotelefontjeneste kan det som bekjent fra en vilkårlig telefonabonnent i det offentlige telefonnett overføres et av kodede signaler bestående bestemt anropsnummer ved hjelp av et stasjonært sendenett til et mobilt telefonapparat f.eks.

i et befordringsmiddel. Anropet av den mobile mottaker skjer selektivt, dvs. bare den mottaker hvis kode stemmer overens med det ut-sendte anrop kan ved hjelp av en dekoder nyttiggjøre seg det selek-tive anrop som består av seks etter hverandre følgende lavfrekvenssignaler.Slike oppkallinger skjer ikke umiddelbart etter hverandre men etter hvert anrop er det en pause av bestemt minste varighet i løpet av hvilken senderen sender ut et pausesignal i form av en lavfrekvens som modulerer høyfrekvensbærebølgen. En slik overføring skjer enveis uten direkte svar fra en ønsket mobil mottaker. Det er derfor ønskelig at mottakingsforholdene for den mobile mottaker, dvs. mottakingsfeltstyrken og mottakingsfølsomheten stadig overvåkes så lenge mottakeren er driftsklar for å fastslå om mottakeren er istand til å motta et ventet anrop.

En overvåkning av høyfrekvensbærebølgens mottakingsnivå

eller et lavfrekvenssignal som utledes ved demodulasjon samt bestem-melse av støynivået er i alminnelighet ikke alene tilstrekkelig til å bedømme mottakingsforholdene. Mottakingsnivået for høyfrekvensbæ-rebølgen kan være feilaktig fordi den kan være blandet med andre høyfrekvensbærebølger, og det brede spektrum fra tenningsstøy kan gi en feilbedømmelse så vel av høyfrekvensbærebølgen som av demodulerte lavfrekvenssignaler og støynivået kan også gi en gal slutning når det oppstår høyfrekvensblandeprodukter eller tenningsstøy. En slik overvåkning er også upålitelig som følge av temperaturpåvirk-ning.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte ved hjelp av hvilken det i mottakeren i en slik radiotelefontjeneste kan oppnås en entydig indikasjon på om feltstyrken av vedkommende sender og mottakerens følsomhet er tilstrekkelig på mottak-ingsstedet til at et anrop kan mottas.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det ved demodulering av høyfrekvensbærebølgen gjenvunne lavfrekvenssignal tilføres en pausesignaldetektor som består av en seriekopling av en begren-.-,erforsterker, et på. pausesignalfrekvensen avstemt filter og en likeretter, og at størrelsen av den således utledede likespen-

ning sammenlignes i en sammenligningskrets med en terskelspen-

ning samtidig som tidspunktet for opptreden av denne likespen-

ning kontrolleres av tidskretser, hvilke' to kriterier

danner et anvisningskriterium for mottakingsforholdene.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig.l viser et blokkskjema for et utførelseseksempel av en koplingsanordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Fig.2 viser et mere detaljert koplingsskjerna for en an-ordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Koplingsanordningen ifølge utførelseseksemplet er bereg-net på den europeiske radiotelefontjeneste hvor følgende tidsbetingelser gjelder: Et kodetegn for anrop består av seks i tid etter hverandre følgende frekvenser i området mellom ca. 313 °g I063 Hz, idet hver av disse frekvenser har en varighet på loo ms, slik at hele kodetegnet for et anrop har en varighet på 600 ms. Etter hver utsending av et kodetegn opptrer før det neste anrop, en pause på minst 2oo ms i løpet av hvilken pausesignal sendes ut med en frekvens på 1153 Hz. For utsending av disse frekvenser blir de modulert på en høyfrekvensbære-bølge som benyttes for overføringen.

På fig.l blir det høyfrekvente signal som mottas i anten-nen A tilført en høyfrekvensforsterker HF og blir der forsterket og tilført en demodulator D og det 'demodulerte lavfrekvenssignal tilfø-res et lavpassfilter TP. I dette lavpassfilter skilles de frekvenser ut som ligger over det anvendte frekvensbånd, altså over 1153 Hz.Det resterende lavfrekvenssignal kan bestå av alle de under 1153 Hz beliggende frekvenser, avhengig av hvilke frekvenser som overføres i øyeblikket og hvilke støyfrekvenser som eventuelt er overlagret. Dessuten er det i denne blanding av lavfrekvenser en mer eller mindre sterk støy. Denne blanding av lavfrekvenser tilføres en begren-serforsterker B som har den egenskap å forsterke et hvilket som helst nivå til en bestemt grenseverdi slik at det avgis en firkantspenning med konstant amplitude og frekvensen av den således dannede pulsrekke tilsvarer de opprinnelige frekvenser. Ved demodulering av f.eks. bare pausesignalfrekvensen 1153 Hz vil begrenserforsterkeren levere en firkantspenning med konstant amplitude og konstant puls-nyttefaktor 1:1, idet pulsrekken har en frekvens på 1153 Hz. Puls-nyttefaktoren endres når pausesignalfrekvensen ledsages av en del stpy. Hvis det mottatte signal inneholder frekvensene i en kode, blir disse i dekoderen tydet på en måte som ikke skal forklares nærmere her.

Den fra begrensérforsterkeren ]srerte firkantspenning til-føres filteret PZ som er avstemt på pausesignalfrekvensen. Ved fil-treringen blir firkantspenningen igjen omformet til en sinusbølge hvis amplitude er desto større jo større andelen av pausesignalfrekvensen er av det lavfrekvenssignal som utledes opprinnelig ved demoduleringen. Inneholder lavfrekvenssignalet etter demodularingen ikke pausesignalfrekvensen men bare støybestanddeler og frekvenser som ligger i nærheten av pausesignalfrekvensen, så er amplituden av sinusbølgen fra filteret PZ mindre enn det maksimale nivå som foreligger når bare pausesignalfrekvensen utgjør lavfrekvenssignalet. Hvis pausesignalfrekvensen er ledsaget av en del støy, så er amplituden av sinusbølgen likeledes mindre enn den maksimale verdi, fordi ifølge kravene til mottakeren er det fastlagt et bestemt minstenivå som betraktes som akkurat tilstrekkelig. Ved seleksjon uten anvendelse av en begrensérforsterker, bare med filtrering av lavfrekvenssignalet som leveres ved demoduleringen, ved hjelp av et filter som er avstemt på pausesignalfrekvensen, kan et høyt støynivå forveksles med tilstrekkelig mottakingsfeltstyrke. Ved meget sterk støy og for-holdsvis lavt mottakingsnivå for høyfrekvensbærebølgen, kan pause-signalf rekvensen sammen med det i samme område beliggende støyspek-trum nettopp gi et slikt nivå som skulle være tilstrekkelig selv om mottakingsforholdene i virkeligheten ikke er tilstrekkelige. Dette gjelder også når det ved demodulasjon foruten pausesignalfrekvensen mottas en frekvens som ligger i nærhet og som har et meget høyt nivå som er høyere enn nivået av pausesignalet. Uten anvendelse av en be-grensérf orsterker kan da likeledes som følge av skarpheten av filteret -som er avstemt på pausesignalfrekvensen, oppstå et signal med

tilstrekkelig nivå. Disse vanskeligheter bortfaller ved anvendelse av den beskreuEfremgangsmåte hvor det anvendes en begrenserforster-ker.

Den ved hjelp av filteret PZ utskilte vekselspenning blir ved hjelp av en likeretter G omdannet til en likespenning UO som styrer en sammenligningskrets 1 som er utformet som Schmitt-Trigger. Denne Schmitt-Trigger har en terskelverdi som er innstil-let under hensyntagen til innsvingningsforholdene for filteret i forhindelse med en inngangsfeltstyrke som akkurat er tilstrekkelig. Mår likespenningen UO overskrider denne terskelverdi omstilles kret-sens tilstand og leverer en utgangsspenning Ul som tilføres såvel et første tidsledd 2 som en NOR-portkrets 4> en ..differensierings-krets 5 og et andre tidsledd 7» Spenningen Ul opptrer bare så lenge pausesignalet mottas med tilstrekkelig amplitude. Ifølge de ovenfor angitte tidsbetingelser skal pausesignalfrekvensen mellom anropene ha en varighet på minst,2oo ms. Et anrop består av seks frekvenser og varer ca.600 ms, dvs.etter hver avbrytelse av pausesignalfrekvensen skal denne frekvens mottas igjen etter 600 ms. Denne tidsbetin-gelse overvåkes av tidsleddet 2 som ved manglende spenning Ul avgir en spenning U2 som opptrer i det tidsrom som er bestemt for et anrop. Denne spenning U2 tilføres også NOR-portkretsen 4 som ikke leverer noen utgangsspenning U4 sålenge i det minste den ene av de to spen-ninger Ul eller U2 foreligger.

Hvis det etter at den tid som er fastlagt for et anrop

er forløpt uten at det mottas en pausesignalfrekvens, så vil det som følge av manglende spenning Ul som spenning U2 opptre en spenning U4 som styrer en integreringskrets 9 hvis utgangsklemme K avgir' en spenning U5 som påvirker en anvisningsinnretning som er forbundet med denne klemme, akustisk eller optisk som indikerer at mottakingsforholdene ikke er tilstrekkelige.

Spenningen U2 tilføres også pulsformeren 3 som da leverer en spenningspuls U3 som gjennom en portkopling 8 når denne er åpen tilfører pulsen til integreringsinnretningen 9- Portkoplingen 8 sty-res av det andre tidsledd 7 som'likesom differensieringskretsen 5 tilføres spenningen Ul. Når spenningen Ul opptrer avgir differensieringskretsen 5 gjennom en bryter 6 en puls til det andre tidsledd 7 som bevirker at fra dette tidspunkt overvåkes tilstedeværelsen av spenningen Ul. Spenningen•Ul må ha minstevarigheten for pausesig-nalf rekvensen, i foreliggende tilfelle minst 2oo ms. Etter dette tidsrom sperres portkretsen 8. Når spenningen Ul bortfaller fordi et anrop sendes ut, så kan ikke pulsen U3 nå integreringskretsen 9 slik at denne ikke reagerer.

Når spenningen Ul faller bort før den korteste varighet

av pausesignalfrekvensen er forløpt, forblir portkretsen 8 sperret og ved opptreden av spenningen U2 kan pulsen U3 nå integreringskretsen og bevirke at spenningen U5 antar en slik verdi at ikke tilstrekkelig mottakingsfeltstyrke anvises.

De fire bestanddeler, 3> 6, 7 og 8 trer altså i virksom-het når den mobile mottaker beveger seg i et område hvor det opptrer sterke feltstyrkeinnslag som ved mottagning av pausesignalfrekvensen bevirker at den fastlagte minste mottakingsfeltstyrke stadig over-skrides og underskrides som følge av terskelverdien for Schmitt-Triggeren.

Under henvisning til fig.2 skal virkemåten beskrives nærmere. Bestanddelene 1-9 svarer til blokkene 1-9 på fig.l. De bestanddeler som på figJ. bevirker høyfrekvensforsterkning, demodulering, seleksjon og begrensning av pausesignalet er av kjent utfø-relse og er ikke tatt med på fig.2.

Det gås nedenfor ut fra at styre-likespenningen UO opptrer mellom punktene + og Bl med en amplitude som er avhengig av det mottatte pausesignal. Ved utilstrekkelig mottakingsfeltstyrke eller ved manglende pausesignal ligger spenningen UO under terskelverdien for Schmitt-Triggeren 1 slik at denne ikke kan reagere.

I praktisk bruk skal det skilles mellom følgende tre tilfeller: 1) Normaltilfelle foreligger når mottakingsfølsomheten er tilstrekkelig og det med pausesignalfrekvensen modulerte høy-frekvenssignal opptrer med tilstrekkelig feltstyrke. I dette tilfelle er den nevnte styre-likespenning UO på inngangen av overvåkningsanordningen større enn terskelverdien for Schmitt-Triggeren 1. Den har en slik polaritet at den første transistor Tl i Schmitt-Triggeren blir ledende og den andre transistor T2 i Schmitt-Triggeren blir sperret. Transistoren T3 er likeledes sperret. På kollektoren i transistoren T3 opptrer en i forhold til nullpunktet positiv spenning Ul som er bestemt av spenningsdeleren som består av motstandene R3, R8, R9. Spenningene som opptrer mellom motstandene R8 og R9 og basisen i transistoren T4 bevirker at transistoren T4 blir ledende med det resultat at transistoren T5 ved hjelp av spenningsfallet over motstanden Rio likeledes blir ledende og kortslutter kondensatoren Cl som ligger mellom kollektoren og emitteren i transistoren T5, dvs. denne kondensator utlades hvis den på forhånd var ladet. Verdien av motstanden R8 er så stor at ved sperret transistor T3 er spenningen Ul tilstrekkelig stor til å sperre dioden Dl gjennom motstanden R8, R9, R13 og R12. Derfor flyter det gjennom motstandene R12 og R14 ingen basisstrøm til transistoren T6 som forblir sperret. Transistoren T7 får heller ingen basisstrøm og forblir også sperret. Utgangsspenningen U2 for det første tidsledd 2 forblir 0.

Spenningen Ul frembringer i NOR-portkretsen 4 gjennom motstanden R21 en basisstrøm for transistoren Tlo slik at denne blir ledende og transistoren T13 i integreringskretsen 9 blir sperret. Som følge derav blir den parallelt med ernitter-kollek-torovergangen i transistoren T13 anordnede kondensator C6 ladet slik at det på basisen i transistoren T14 ligger en positiv spenning som gjør denne ledende. Mellom kollektoren i transistoren T14 resp. utgangsklemmen K og referansepunktet 0 ligger det en spenning U5 hvis verdi er bestemt av spenningsdeleren som består av motstandene R29 og R3o. Denne spenning utløser i anvisningsinnretningen en indikasjon på at mottakingsforholdene er tilstrekkelige.

2) Det andre tilfelle gjelder virkemåten av overvåkningskop-lingen for tidsrommet av et anrop. I løpet av denne tid er høy-frekvenssignalet modulert med frekvensene i en kode og pause-signalf rekvensen opptrer ikke. Spenningen UO er null. Den ovenfor beskrevne tilstand i de enkelte trinn av koplingsanordningen endrer seg som følger: Transistoren Tl sperret, transistoren T2 blir ledende, transistoren T3 er likeledes ledende som følge av spenningsfallet over motstanden R7, og spenningen Ul

er praktisk talt null. Transistorene T4 og T5 er derfor strøm-løse. Kondensatoren C2 lades opp gjennom transistoren T3, motstandene R13 og R12 og dioden Dl. Ladestrømmen fremkaller over motstanden R13 et? spenningsfall som gjør transistoren T6.og dermed transistoren T7 ledende. Spenningen U2 har dermed positiv verdi. Som følge av manglende pausesignal er spenningen Ul null og transistoren Tlo i NOR-portkretsen holdes nå ledende av spenningen U2 som frembringer en tilstrekkelig basisstrøm gjennom motstanden R2o. Derved blir transistoren T13 i integreringskretsen 9 sperret og på basisen i transistoren T14 ligger det en positiv spenning som sperrer denne. Mellom kollektoren i transistoren T14 resp. utgangsklemmen K og referansepunktet null ligger det en spenning U5 hvis verdi er best'emt av spenningsdeleren som består av motstandene R29 og R3o. Denne spenning utløser i anvisningsinnretningen en indikering for at mot-tagningsf orholdene er tilstrekkelige.

Tidskonstanten for oppladningen av kondensatoran Cl er ved kapasiteten og verdien av motstandene R12 og R13 i lade-kretsen valgt slik at oppladningen av kondensatoren Cl er avsluttet etter en tid som bare er litt større enn tiden for et anrop. Med avsluttet ladning faller spenningsfallet over motstanden R13 bort og transistorene T6 og T7 blir sperret slik at spenningen U2 faller mot null. I det beskrevne eksempel er varigheten av anropet fastlagt til 600 ms og tiden for ladning av kondensatoren Cl er derfor valgt til ca.700 ms. Hvis pause-signalf rekvens opptrer igjen etter et anrop på 600 ms, så opptrer spenningene UO og Ul igjen og transistoren T5 blir ledende og utlader kondensatoren Cl. Derved opptrer de ovenfor beskrevne tilstander igjen for et normalt tilfelle. Mottakingsforholdene anvises fremdeles som tilstrekkelige uten avbrytelse av et mellomliggende anrop. Opptrer pausesignalet etter den foreskrevne tid ikke påny så vil i mellomtiden ladningen av kondensatoren Cl være avsluttet slik at transistoren T6 igjen sperres og dermed også transistoren T7 og spenningen U2 blir null. Dermed er begge spenningene Ul og U2 som styrer transistoren Tlo blitt null slik at denne transistor sperres. Basisspenningen U4 for transistoren T13 øker og gjør denne ledende slik at kondensatoren C6 utlades. Transistoren T14 blir derved sperret og utgangsspenningen U5 på klemmen K øker likeledes. Dette er et kriterium for anvisningen om at mottakingsforholdene ikke lenger er tilstrekkelige. Dette tilfelle kan opptre når det foreligger en senderforstyrrelse, som regel be-finner den mobile stasjon seg imidlertid i et område med utilstrekkelig feltstyrke, f.eks. i en trang dal eller i en gate-' undergang. Når basisspenningen på transistoren T13 igjen faller bort sperres denne og kondensatoren C6 lades igjen gjennom motstanden R27. Derved vil transistoren T14 igjen bli ledende og kriteriet for utilstrekkelige mottakingsforhold faller bort igjen. 3) Etter hvert anrop er det ifølge systemet fastlagt et

minste tidsrom i hvilket pausesignalet igjen må opptre igjen før et nytt anrop kan sendes. Ved den europeiske radiotelefontjeneste er f.eks. dette minste tidsrom 2oo ms. Denne tidsbe-tingelse overvåkes ved hjelp av den andre tidskrets 7 som sam-virker med pulsformeren 3> differensieringskretsen 5> portkop— lingen 6, portkoplingen 8 og integreringskretsen 9* På denne måte overvåkes også forstyrrelser som gjentatte ganger i kort tid avbryter mottakingen av pausesignalet.

Det andre tidsledd 7 består av en kondensator C5 som er parallellkoplet med en seriekopling av motstandene R24 og R25 og er seriekoplet med en ledemotstand R23 i serie méd en diode D4. Dioden D4 sørger for at ladningen på kondensatoren C5 ikke flyter bort gjennom motstanden R23« Kondensatoren C5 lades av spenningen Ul når pausesignalet opptrer med tilstrekkelig styr-ke slik at spenningen Ul opptrer. Dette tidspunkt fastlegges nøyaktig av differensieringskretsen 5« Straks etter overskri-delse av terskelverdien opptrer på utgangen av Schmitt-Triggeren spenningen Ul som frembringer en ladestrømpuls for opplading av kondensatoren C4 som flyter gjennom basis-emitterovergangen i transistoren Til og gjør denne transistor ledende i kort tid. I dette øyeblikk opplades kondensatoren C5slik at begynnelsen av den etterfølgende oppladning fra spenningen Ul- gjennom motstanden R23 og dioden D4 er entydig bestemt. Dimensjoneringen av komponentene R23, C5, R24 og R25 er slik at etter den fastlagte minimumtid på 2oo ms blir transistoren T12 ledende. Over-våkningen av denne minimumtid skjer på følgende måte: Hver gang pausesignalet uteblir av en eller annen grunn opptrer spenningen U2. Med opptreden av denne spenning vil det på kondensatoren C2 i pulsformeren 3 utløses et ladestrømstøt som forsterkes av transistorene T8 og T9 og som positiv puls gjennom motstanden R26 og dioden D5 når frem til integreringskretsen 9 hvis transistoren T12 er sperret. Derved blir transistoren T13 ledende og kondensatoren C6 utlades og transistoren TI4 blir sperret, slik at spenningen U5 på dens kollektor øker. Denne endring av spenningen U5 utløser på ikke beskrevet måte anvisningen av utilstrekkelig mottakingsforhold. Dette overvåkes av det andre tidsledd 7 gjennom portkoplingen 8 på følgen-de måte: Hvis pausesignalet i løpet av minimumstiden på 2oo ms eller lenger avbrytes så kan kondensatoren C5 opplades så meget at transistoren T12 blir ledende. Hvis pausesignalet forblir borte, opptrer spenningen U2 som utløser pulsen U3« Denne blir imidlertid kortsluttet av den ledende transistor T12 slik at den ikke kan påvirke integreringskretsen 9« Hvis pausesignalet imidlertid ikke opptrådte i løpet av hele minimumstiden, vil kondensatoren C5 ikke lades tilstrekkelig og transistoren T12 forbli sperret og pulsen U3 kan ikke nå integreringskretsen.

Det tilfelle hvor pausesignalet ikke opptrer i løpet av hele minimumstiden kan f.eks. hende hvis den mobile stasjon beve-

ger seg i et område hvor mottakingsfeltstyrke bare opptrer ved avbrytelse, f.eks. på grensen av senderens dekningsområde.

Nivået av spenningen UO som skyldes pausesignalfrekvensen un-

derskrider da gjentatte ganger i kort tid terskelverdien for Schmitt-Triggeren 1 og pendler om denne terskelverdi slik at

det i denne takt opptrer en rekke pulser U3 som på den beskrev-

ne måte ved hjelp av integreringskrets gir anvisning på utilstrekkelige mottakingsforhold. Som følge av den for gjenopp-

ladningen av kondensatoren C6 nødvendige tid blir anvisningen i dette tilfelle opprettholdt.

Ved anvendelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen

overvåkes samtidig en del av mottakeren, fordi bare når inngangskrets-

ene som pausesignalet passerer, er iorden kan det skje en anvisning for tilstrekkelige mottakingsforhold.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til kontinuerlig overvåkning av mottakingsforholdene for en mobil radiomottaker for radiotelefontjeneste med se-

lektivt anrop av vedkommende mottaker og med simpleksoverføring av informasjon fra et stasjonært sendernett, hvor en høyfrékvensbærebølge for et anrop moduleres med kodede lavfrekvente signaler av bestemt varighet og i informasjonspausene moduleres med et pausesignal med en annen lavfrekvens, hvilket pausesignal har en bestemt minstevarighet,karakterisert ved at det ved demodulering av høyfre-kvensbærebølgen gjenvunne lavfrekvenssignal tilføres en pausesignaldetektor som består av en seriekopling av en begrensérforsterker (B), et på pausesignalfrekvensen avstemt filter (PZ) og en likeretter (G), og at størrelsen av den således utledede likespenning sammenlignes i en sammenligningskrets (1) med en terskelspenning samtidig som tidspunktet for opptreden av denne likespenning kontrolleres av tidskretser (2,7), hvilke to kriterier danner et anvisningskriterium (U5) for mottakingsforholdene.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at ved uteblivelse av pausesignalet for varigheten av et anrop, frembringes ved hjelp av en første tidskrets (2) en likespenning (U2) som i dette tidsrom hindrer anvisning, av utilstrekkelige mottakingsforhold.

3. Freri£angsmåte ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at minsteverdien av pausesignalets uavbrutte varighet overvåkes av en andre tidskrets (7). H. Fremgangsmåte ifølge kravene 1-3, karakterisert ved at når den av pausesignalet utledede likespenning (UO) gjentatte ganger i kort tid underskrider terskelspenningen, utløses pulser som indikerer kriteriet for utilstrekkelige mottak-ningsforhold og som lagres i en integreringskrets (9).