DE2620496A1 - Vorrichtung zur funktionssteuerung fuer ein funksprechverbindungssystem - Google Patents
Vorrichtung zur funktionssteuerung fuer ein funksprechverbindungssystemInfo
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-
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Description
Vorrichtung gtig Funktionssteuerung für
ein FunksprechvegbindungssysteiB
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Funktionssteuerung
und insbesondere eine Vorrichtung zur Funktionssteuerung, die in einem Funksprechverbindungssystem verwendet
verden kann und binäre Bits oder Impulse verwendet, um die gewünschten Funktionen und Antworten anzuzeigen·
Funksprechverbindungssysteme und besonders diejenigen Systeme, welche eine Leitstation oder Feststation und eine oder mehrere
mobile Stationen besitzen, müssen zahlreiche Funktionen neben der einfachen Sprechverbindung für Anruf und Antwort ausführen
und müssen eine Sprechverbindung schnell und zuverlässig auf einer der mehreren verfügbaren Frequenzen oder Kanäle herstellen.
Ein Beispiel für eine solche Funktion besteht darin,
€09848/0645
daß eine Feststation den Status oder Zustand einer bestimmten mobilen Station in dem System feststellen soll. Ein Beispiel
für die Herstellung einer Sprechverbindung besteht darin, daß einer von mehreren vorhandenen Funkfrequenzen
oder Kanälen für die Sprechverbindung in einem gegebenen System verwendet werden kann, beispielsweise in einem System
für die öffentliche Sicherheit oder in der Industrie.
Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine neue Vorrichtung zur Funktionssteuerung zu schaffen, die besonders
an die Verwendung in einem Funksprechsystem angepaßt ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Verwendung in Funkanlagen für Gegensprechverkehrs
welche in einem mobilen Landfahrzeug arbeiten.
Eine weitere Hauptaufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Verwendung mit Funksprechverbindun£ssystemenweiche
sine Information vom einer Statios
in einem solchen System erhalten, kann oder veranlassen kana9
daß eine Station ia diesem System auf ausgewählte Sende-
und Empfangsfrequeiizen umschaltet.
In der beschriebenen Vorrichtung sül' Funktionssteuerung
sind die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit wichtig, besonders
wenn die Vorrichtung mit Funksprechsystemen bei
Frequenzen benutzt wirds die stark belegt sirad und in denen
Rauschen oder Fading auftritt. Bei den vorhandenen Vorrichtungen
zur Funktionssteuerung ist die Geschwindigkeit und die Zuverlässigkeit nicht so großs wie sie von einigen Benutzern
benötigt oder bevorzugt wird.
Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine neue Vorrichtung zur Funktionssteuerung für eia Fuiakspresh-
6098A8/0845 - 3 -
" 3 " 2S2Q436
verbindungssystem zu schaffen, das auch bei den verwendeten
Hochfrequenzen mit relativ hoher Geschwindigkeit und zuverlässig arbeitet.
Zusammengefaßt) werden diese und weitere Aufgaben erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Funktionssteuerung
gelöst, die in jeder Station in einem Funksprcchverbindungssystem vorgesehen ist. Eine Feststation dient gewöhnlich
als Befehlsstation und sendet abgehende Nachrichten in Form binärer Bits aus. Jede abgehende Nachricht umfaßt ein erstes
Synchronisationswort, ein erstes dreimal gesendetes Adressenwort, ein zweites umgekehrtes oder invertiertes Synchronisations-Wort, ein zweites dreimal gesendetes Adressenwort,
ein drittes invertiertes Synchronisations-Wort und ein dreimal gesendetes Befehlswort. Diese abgehenden Nachrichten
werden kontinuierlich und aufeinanderfolgend gesendet, wobei jede abgehende Nachricht durch ihre ersten und zweiten Worte
an eine bestimmte mobile Station oder an alle mobile Stationen adressiert wird. Das Befehlswort gibt die von der
adressierten mobilen Station gewünschte Funktion an* Diese
Funktion kann eine Anfrage bezüglich des Status oder Zustand es oder eine Aufforderung an die mobile Station sein
zur Anzeige darüber, daß sie entweder zur Feststation oder zu einer anderen mobilen Station senden will. Beim Empfang
der abgehenden Nachrichten in jeder mobilen Station geht diese in Synchronisation mit den abgehenden Nachrichten.
Sie antwortet jedoch nur, wenn ihre Adresse in den ersten und zweiten Adressenworten einer bestimmten Nachricht erkannt wird. Wenn ihre Adresse erkannt wird, dann antwortet
die mobile Station dadurch, daß sie eine etwa ähnliche eintreffende Nachricht (Nachricht in Richtung der Feststation)
in Form binärer Bits sendet. Jode eintreffende Nachricht umfaßt eine Präambel, das gleiche erste Synchronisations-Wort, die gleiche erste dreimal gesendete Adresse, das gleiche
zweite invertierte Synchronisations-Wort, das dreimal gesendete
C0984B/0&4S - 3a -
gleiche zweite Adressenwort, das gleiche dritte invertierte
Synchronisations-Wort und ein dreimal gesendetes Antwort-Wort. Dieses Antwort-Wort zeigt an, dall die mobile Station
die Anfrage bezüglich ihres Status oder ihres Zustandes beantwortet oder auf einer Frequenz zu senden wünscht. Wenn
die mobile Station senden will, dann wird die Feststation eine andere abgehende Nachricht an die mobile Station senden,
um die gewünschte Kommunikation vorzubereiten oder herzustellen.
Die eintreffende Nachricht von der mobilen Station an die Feststation besitzt die anderthalbfache Bitgeschwindigkeit
der abgehenden Nachricht, so daü andere mobile Stationen auf ihre abgehenden Nachrichten bei Empfang antworten
können. Die Feststation erwartet „jede eintreffende Nachricht
und benutzt die Präambel und das erste Synchronisations-Wort der eintreffenden Nachricht zur Synchronisation der
Feststation mit der eintreffenden Nachricht. Daher erhält man zuverlässige binäre Funktionssteuerungen mit hoher Geschwindigkeit
zwischen einer Feststation und einer mobilen Station unter den Verhältnissen für Hochfrequenzen, insbesondere
unter den Verhältnissen für einen mobilen Funkdienst für Landfahrzeuge.
S09B48/DS45
Die nachstehende Beschreibung im Zusammenhang mit den Abbildungen ergibt ein besseres Verständnis des Aufbaus und
der Arbeitsweise der Erfindung sowie weiterer Aufgaben und Vorteile.
Die Figur 1 zeigt ein Schaltbild zur Darstellung eines Beispiels für ein Funksprechverbindungssystem (Funk-Nachrichtenübertragungssystem)
unter Verwendung der Vorrichtung
zur Funktionssteuerung als Ausführungsform der Erfindung*
zur Funktionssteuerung als Ausführungsform der Erfindung*
Die Figur 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer
Vorrichtung zur Funktionssteuerung für die Feststation.
Die Figur 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Funktionssteuerung der
mobilen Station.
mobilen Station.
Die Figur 4 ze-igt das Format für die abgehende Nachricht,,
das in der Vorrichtung zur Funktionssteuerung als Ausfüfe™ rungsform
der Erfindung verwendet wirdL·
Die Figur 5 zeigt das Format für die eintreffende Nachricht^
das in der Vorrichtung zur Funktionssteuerung gemäß der
Erfindung verwendet
Die Figuren 6a bis 6d zeigern WsiiemfffirEaeii ztar Bar8tellßffig
bestisäater Impulss iisid. itae-r VQra&'foei&aag isoisa Betrieb der
erfiadungsgemäßen Vorriehtaag aur Fsrnktionssteaerung·
Bie Figur 7 aeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild des
Sendermodeias der VerrieE^ttiag asaa* Funktionssteuerung nach
Figur 2.
Figur 2.
Die Figur 8 zeigt ein. ausffiferlicSaeres Blockschaltbild das
Stapf eh ge I1IBo detas der ¥©·?£■ ieliiEäiäg ssir Ftauiktionsstsuerung asch
Figur 2»
S 01 a 4 i / 0 8 4
Die Figur 9 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild des Sender- und Empfänger-Modems der Vorrichtung zur Funktionssteuerung
nach Figur 3·
Die Figur 10 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild eines "Zweiphasen"-Binär-Konverters für die Umsetzung von Zweiphasen-Signalen
in binäre Signale» welcher in den Modems der Figuren 8 und 9 verwendet werden kann.
Die Figuren 11a bis Hf zeigen Wellenformen zur Darstellung der Arbeitsweise des Konverters nach Figur 10.
Die Figur 12 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild des Codierers der Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach den
Figuren 2 und 5.
Die Figur 13 zeigt ein ausführlicheres Blockschaltbild des Decodierers der Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach den
Figuren 2 und 3=
In der nachstehenden Beschreibung wird zunächst eine allgemeine
Beschreibung eines Funksprechverbindungssystems mit einer Vorrichtung zur Funktionssteuerung unter Benutzung
der Erfindung gegeben* Anschließend folgt eine ausführlichere
Beschreibung der Vorrichtung zur Funktionssteuerung und der erfindungsgemäßen Anordnungen id dieser Vorrichtung
3
•Die Figur- £ zeigt ein Beispiel eines Funksprechverbindungs-
ey&tcmz- όεε eins Verrichtung zee· Funktionssteuerung fea-
j WeIeRs dis Erfindung verwendet0 In dem Beispiel der
2 ict BS erwÜE,sefe'is d&B das FtmkwelleRspektruns rel©=·
iiv -fi-v:sB"c asisgeasitst τ3ΪΈ?ύ9 wzüus. Giae NacfeFiefiteaüfeertra«=
gung zwischen eiiaer- festes: LeitE'ie'cjioa ©der Festststioin und
2S20496
einer oder mehreren geleiteten oder mobilen Stationen oder
eine Nachrichtenübertragung zwischen mobilen Stationen durchgeführt wird. Die Feststation kann durch Telefonleitungen
mit anderen Benutzerstellen -verbunden werden, so daß diese
Stellen in Verbindung mit dem Funksender und Funkempfänger in der Feststation gehen können zur Kommunikation mit den
mobilen Stationen. Obwohl nur eine Feststation, zwei mobile Stationen und drei Benutzertelefone gezeigt sind, kann die
Vorrichtung mit einer größeren oder kleineren Zahl dieser Stationen oder Benutzer verwendet werden. Da die Sender der
mobilen Stationen gewöhnlich eine geringere Leistung als der Sender der Feststation besitzen, können Hilfs-Funkempfänger
strategisch angeordnet werden, so daß sie die gesendeten Signale von den Sendern der mobilen Stationen
empfangen und diese Signale über Telefonleitungen zur Feststation leiten· Zur besseren Herstellung und Vervollständigung
der Verbindung zwischen einer Feststation und einer oder mehreren mobilen Stationen oder zwischen mobilen Stationen
ist eine Vorrichtung zur Funktionssteuerung zur Verwendung mit dem Funksprechverbindungssystem vorgesehen. Die
Vorrichtung zur Funktionssteuerung benutzt binäre oder digitale Signale mit relativ hoher Frequenz, um die gewünschte
Verbindung herzustellen oder Informationen zu erhalten oder einen Zustand anzuzeigen. Venn eine relativ große Anzahl
von Hochfrequenzkanälen für die Nachrichtenübertragung verfügbar ist, wird vorzugsweise ein einzelner Kanal für die
Übertragung dieser binären oder digitalen Information vorgesehen. Selbstverständlich kann jedoch die binäre oder
-digitale Information auch auf den gleichen Funkfrequenzen gesendet und empfangen werden, welche für die Sprechverbindung
benutzt werden. Die Feetstation ist mit einem Datensender
und mehreren Sprechsendern dargestellt. Die Empfänger müssen -zum Empfang auf diesem für die digitale Information vorgesehenen
Kanal, wenn ein solcher Kanal verwendet wird, und zum Empfang auf einem oder mehreren Sprechkanälen geeignet
sein. Die übertragene binäre oder digitale Information wird
dazu benutzt, eine Steuerfunktion zu erhalten, beispielsweise die Herstellung der gewünschten Verbindung zwischen der
Feststation und einer mobilen Station oder zwischen zwei mobilen Stationen, oder sie wird dazu benutzt, eine Information
zu erhalten·
Ein Beispiel der Herstellung einer Verbindung zwischen der Peststation und einer mobilen Station besteht darin, daß
eine Person an einem festen Ort, die mit der Feststation durch eine Telefonleitung verbunden ist, mit einer mobilen
Station verbunden werden möchte« Diese Person kann dann eine entsprechende Nummer zur Feststation anwählen. Der Rechner
in der Feststation verarbeitet dann die in der angewählten Nummer enthaltene Information (einschließlich einer etwa
gewünschten Aufzeichnung), nimmt eine Umschaltung vor und sendet geeignete binäre oder digitale Information entweder
über den für die digitale Information zugeteilten Kanal oder über den Sprechkanal zu der gewünschten mobilen Station.
Wenn die mobile Station die Sendung empfängt und frei ist, ösEn sendet die mobile Station eine Antwort unter Verwendung
einer binären oder digitalen Information. Die Feststation weist dann die mobile Station an, die Kommunikation
hü der Person an dem festen Ort entweder auf derjenigen
Frequenz zu beginnen, die zur Herstellung der Verbindung benutzt wurde, oder auf einer von der Feststation angewiesenen
Frequenz. In ähnlicher Weise kann die Feststation eine Antwort von einer mobilen Station empfangen und eine
Kommunikation zwischen dieser mobilen Station und irgendeiner
anderen Station, entweder einer mobilen Station oder einem Benutzer, über die Feststation herstellen·
Ein Beispiel der Anzeige eines Status oder eines anderen.
2ustandes beste«:i, darin, daß eine Person in der Feststation
wissen möchte, ob eine mobile Station ic Betrieb oder
£09848/0645 ~8~
- fc -
in irgendeinem anderen Zustand ist. Solche Anfragen sind häufig bei Polizeikräften, bei denen ein zentraler Einsatzleiter
(Dispatcher) den Status oder Zustand von einer oder mehreren seiner mobilen Polizeistationen wissen möchte«
In einem solchen Falle kann der Einsatzleiter eine entsprechende Anfrage unter Bezeichnung der bestimmtem mobilen
Station aussenden und die mobile Station kann völlig ohne Wissen des Polizeibeamten in dieser mobilen Station eine
Antwort aussenden, die anzeigt, daß die mobile Station einsatzbereit
und zum Empfang von Nachrichten bereit ist, oder daß sich die bewegliche Station in irgendeinem anderen Zustand
befindet, beispielsweise außer Dienst oder nicht einsatzbereit ist.
Die vorstehend gegebenem relativ bestimmten Beispiele köa·=
neu als Anregung für viele andere Verwendungszwecke und Anwendungen
dienen. Allgemein kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Funktionssteuerung in vielen verschiedenen
Funkspreefevertoindiwagssystemsm unü tür viele
tigQ Swaske ia solsüaeia Sjs n&en vesraeradet ifer=»
dens wobei zu dieseta Zwecken beispielsweise die Herstellung
einer Verbindung zwiselmea zvei Stationen auf eines* Funkirequens
oder die Anfrage über dia Situation oder den Zustand
in einer entferntes Sistiea gelhiörenj die Ämwaadungsmögliehkeitem
sind jedoch nicht ausf diese Beispiele beschränkt.
Die Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung
•zur Funktionssteuerung getaäß der Erfindung zur Verwendung
in einer Fsststation eines Funksprechverbindungssystems»
Die Funktionssignale und die Sprechsignale von der Feststatifflis
oder von einer Telefosileitung werden einem Rechner und
SprecSischalter 10 zugeführt«, Wenn die Feststation eine besondere
Frequenz für die Funktionssignale und eine besondere
8US84 8/ÖB4S
AO
Frequenz für die Sprechsignale verwendet, dann schaltet der Rechner lO die Funktionssignale auf eine Schaltung 11
zur Schnittstelle (interface) und Decodiererschaltung 11· Der Schnittstellenteil führt die gegebenenfalls erforderliche
Umsetzung (Konvertierung) aus, welche zur Herstellung der richtigen elektrischen Verhältnisse zwischen dem Rechner
lO und dem Codierer 11 benötigt wird· Der Codierer 11 setzt die vom Rechner lO erhaltenen Funktionsanweisungen
in das gewünschte Format gemäß der Erfindung um und liefert dieses Format an. ein Modem 12 zur Übertragung durch den
Datensender der Feststation. Nachdem die Verbindung hergestellt ist, wird bei einer Sprechverbindung dann der Sprecheingang
mit dem Sprechsender durch den Sprechschalter 10 verbunden. Die Signale von dem Datenempfänger werden einem
Modem 13 zugeführt, das die empfangenen Signale in binäre Signale umsetzt zwecks Zuführung zu einem Block 14 mit
Schnittstelle und Decodierer«: Der Decodierer lh setzt zusammen
mit der Schnittstelle die binäre Information in die richtige Sprache für den Eechnsr 10 um« Die erforderliches
Funkt ionen werdei* erzeugt und bei Vorhandensein einer Sprechverbindung
wird nach der Herstellung der Verbindung der Sprechempfänger mit übtl richtigen Leitungen für ein Sprech-AusgangssignaL
verbundene Eins freqaeuEstabile Taktgeibsr-
oder OsZilIatorscheItuiig 15 liefert TaktsigasIe für die verschiedenen
Bauteile in der Fss-ict-a/iir^o
Die Figur 3 zeigt eis Blockschaltbild der Vorrichtung zur
Funktionssteuerung geEäß dsir ErfiEöüsmg zur Verwendung ia
"einer mobilem Sietista eines Funksprechverbindungssystsras
(Spreehf-iEiü-sysfecE)o Sie SsSEslissisJhBiMiig der Figur 3 ist
Efi~Ü3h is? SsiGKiiiisg ia Figur 2ο Qs jedach eise
S"iw"iian -iypissIiGsrysias w&s gIssel Sender und eisen
bcciist, G'iß Sie- DatsaiiafGiiEiatisE "cbhj gleictieia Senden.
ω vJ 4>' 4 -y i'r w -ii ··■-/ '_--
262049S
Sprechverbindung vervendet wird. Typischerweise sendet eine mobile Station nicht während sie enpfängt und empfängt nicht
während sie sendet, so daß ein einziges Modem l6 verwendet
werden kann. Die empfangenen Datensignale werden dem Modem zugeführt und dann durch einen Decodierer l'i decodiert, der
ähnlich dem Decodierer 14 für die Feststation sein kann. Die Signale vom Decodierer 14 werden einem Steuerteil 10
zugeführt, das im allgemeinen die gleichen Funktionen wie der Rechner und Sprechschalter 10 in Figur 2 ausführt. Die
auf diese Weise empfangenen Datensignale werden in der mobilen Station in irgendeiner gewünschten Weise benutzt, beispielsweise zur Herstellung eines Verbindungskanals oder
zur Abfrage einer Information von der mobilen Station. Wenn die Datensignale zur Herstellung einer Sprechverbindung benutzt werden, dann verbindet ein Schalter 17 die Sprachsignale vom Empfänger mit einem passenden Ausgangsgerät,
beispielsweise einem Lautsprecher. In der anderen Richtung werden Datensignale dem Steuerteil 10 zugeführt und durch
einen Codierer 11 codiert, der ähnlich dem Codierer 11 nach Figur 2 sein kann. Diese codierten Signale werden dem Modem
zugeführt und als Daiensignale gesendet. Wenn eine Information von der mobilen Station angefordert wurde, dann zeigen
diese Datensignale den Status oder die gewünschte Information an. Wenn die Funktionssteuerung zur Herstellung einer
Verbindung verwendet wird, dann betätigt das Steuerteil 10 den Schalter 18 zur Verbindung von Sprechsignalen mit dem
Sender der mobilen Station. Wie bei der Feststation liefert auch hier eine frequenzstabile Taktgeberschaltung oder Oszillatorschaltung 13 die erforderlichen Taktsignale für die
mobile Station.
Damit die Vorrichtung zur Funktionssteuerung für die verschiedenen Anwendungen verwendet werden kann, beispielsweise zur Herstellung von Verbindungskanälen oder zur Abfrage von Informationen, und zur Verwendung der Vorrichtung
- 11 -
zur Funktionssteuerung in dem relativ rauschstarken und manchmal unzuverlässigen Bereich der Funksprechfrequenzen,
■wurde ein Nachrichtenformat für die Funktionssteuerung entwickelt, um diese Anforderungen zu erfüllen und trotzdem
eine zuverlässige Übermittlung von Daten mit relativ großer Geschwindigkeit zu erhalten. Die Figur 4 zeigt das Format
der Funktionssteuerungsnachrichten, welche zur Übertragung
von einer Feststation zu einer mobilen Station verwendet
werden. Die Feststation sendet vorzugsweise ständig und in
Sequenz Nachrichten, und daher ist die Nachricht 2 unmittelbar auf die Nachricht 1 folgend dargestellt. Spätere
auszusendende Nachrichten würden unmittelbar darauf folgen, wobei jede auszusendende Nachricht das gleiche Format
besitzt; sie weist jedoch bestimmte Adressenworte und Befehlsworte
entsprechend der Station auf, an welche die Nachricht adressiert ist, und in Abhängigkeit von der gewünschten
Funktion oder Anfrage. Wenn die Vorrichtung zur Funktionssteuerung eine Verbindung zwischen den Stationen in
einem Funksprechverbindungssystem herstellen soll, dann kann die Feststation eine Nachricht absenden, die in Sequenz
an jede mobile Station gerichtet ist, wobei die Nachricht die Anfrage enthält, ob die mobile Station eine Verbindung
wünscht. Die Sequenz kann selbstverständlich ständig wiederholt werden. Alternativ hierzu kann die Feststation
eine Nachricht an alle mobilen Stationen senden« Wenn die adressierte Nachricht empfangen wird, dann kann eine
mobile Station dadurch auf die Anfrage antworten, daß sie eine Nachricht darüber absendet (dies wird noch beschrieben),
•ab die mobile Station eine Verbindung wünscht oder nicht ■wünscht. Wenn die Vorrichtung zur Funktionssteuerung eine
Information erhalten soll, dann kssin die Feststation eine
Nachricht senden; die an eise mobile Station adressiort ist
asd cie Frage über den Status dor aiobilen Station enthält.
Wenn, ihre adressierte Nachricht empfangen wird, kann die
- 12 -
809843/0645
mobile Station dadurch auf die Anfrage antworten, daß sie eine Nachricht sendet (dies wird noch erläutert), welche
die Anfrage beantwortet. Die Nachrichten enthalten binäre oder digitale Bits in einer Folge oder Sequenz. Die Nachricht
1 ist repräsentativ für das Format von allen abgehenden (ausgesendeten) Nachrichten und umfaßt von links nach
rechts in zeitlicher Abfolge ein Synchronisationswort (abgekürzt SYN), ein erstes Adressenwort (abgekürzt ADD.l),
das insgesamt dreimal erzeugt wird, ein logisch umgekehrtes (invertiertes) Synchronisationswort (abgekürzt SYN),
ein zweites Adressenwort (abgekürzt ADD.l1), das insgesamt dreimal erzeugt wird, ein zweites umgekehrtes (invertiertes)
Synchronisationswort (abgekürzt SYN) und ein Befehlswort (abgekürzt COM.l), das insgesamt dreimal erzeugt wird. Der
binäre oder digitale Aufbau jedes Adressenwortes und Be·= fehlswortes umfaßt acht Nachrichten-Bits und vier Paritäts«=
bits, wie dies durch die von den Worten ausgehenden Pfeile angedeutet ist» Es ist ersichtlich, daß jede Nachricht eine
Gesamtzahl vom 135 binärem Bits isssiist» Das Synchronisierungs»
ifi&Tt ©den= SYS=I-JoFt i^fcßt die nzurn Miaäraa Bits OHlOOtOO3
die eia "Barkeir^Code sit sieben Bits und einer vorangs=
seiatea (Präfix) 0 w&ä eins? asefeg©312^3^®51 (Suffix) 0. Das
SYN-Wort ist selbstverständlich die -logische Ife-kehrung
dieses Ausdrucksa Der "Barlcsr'^Code enthält auch die umgekehrt
laufende Saqusasg die !ist es* Siifügiaag iar vorangesets-0
und der nachgesetztem 0 dea Ausdlruek OOiÖQjLllO er-Diese
Sequenz kann als das SYH=tJ©rt dienasa und das
SYN"»Wort ist die logische Uiakehrumg diases Ausgucks· In
dieser Anmeldung kann dahes· der Ausdruck "Barker"-Code mit
vorangesetzter uad nachgesetzter 0 die Größe OlllOOlOO
©der OOlOOlllO bedeuten» Selbstverständlich wird der Fachmann erkennen, daß di© logische 1 und die logische 0 untereinander
vertauscht werden könnens da sie sich auf zwei
binäre Größen besiegen usid nicht auf eine festgelegte Polarität
oder Amplitude oiner SpaiMiuago Jedes des* \dressenworte
- 13 -
ΛΗ
und Befehlsworte umfaßt acht Nachrichten-Bits und vier Pari-
4 tätsbits, deren "Erzeugendes Polynom" X + X + 1 ist. Die
erzeugende Matrix ist:
10000000 111
0100
0010
0010
0000
0000
0000
Olli 1 0 i 0
00010000 0101
ooooiooo ioii
00000100 1100
00 0.00010 0110
0 0 000001 0011
Die Matrix zur Paritätsprüfung iatg
K =
| 1 | 0 | 1 | G | 1 | — | 0 | G | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | G | 1 | j_ | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | X | T- | G | Q | X | 1 | G | 0 | I | 0 | |
| 1 | (Π | ~j | a | X | 0 | Q | ö |
Εε wurde eins iiiigesefewindigkeit vöe etwa 1111 Bit pr© Se~
künde gewählt;, ss üsß für· jede Nachriefe £ eiEe Seit vos. etwa
12ί,5 Millisekurideti benötigi wird© Gcwofc!. andere Formete fäs·
die Nachricnt unc andere Bitgeschvindigkeiten möglich
wiri des tr?»rgt5iiencl ossahriebeEs tr-.-i isa Figmr % gessigts
rsl di
aur FuEiEs
iehisa ausgesendet· iiQs:tlen.j ist ss
isssstG^srEQg is. eiaeja ssbil
mit eis? ül
ferisEüt ^" gefesa3 ct^sfel fiioc2
-**- 2S204S6
AS
Nachricht nicht an diesen Empfänger adressiert ist. Bei den eintreffenden Nachrichten sendet jedoch eine mobile
Station allgemein nicht ständig, so daß die Feststation eine geringere Möglichkeit besitzt, in Synchronisation mit einer
eintreffenden Nachricht zu gehen. Daher wird,wie in Figur
gezeigt, das Format der eintreffenden Nachricht mit einer
binären Präambel vor den 135 binären Bits ausgestattet, welche die Synchronisation, die Adressen und die Antworten ergeben.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform umfaßt diese Präambel
24 Bits, die abwechselnd aus Einsen und Nullen bestehen. Es kann jedoch auch eine andere Präambel verwendet werden.
In der eintreffenden Nachricht sind die 135 Bits praktisch
gleich den 135 Bits in dem Format der ausgesendeten Nachricht. Es wird daher bevorzugt, daß die ADD.l-Worte und
ADD.l'-Worte (jeweils dreifach vorhanden) identisch sind
mit den ausgesendeten ADD.l-Worten und ADD.I1-Worten, so
daß das Antwortwort (RESP.l) (dreifach erzeugt) teilweise ähnlich ist dem Befehlswort und teilweise unterschiedlich
ist, um die Antwort auf diesen Befehl oder diese Frage anzugeben. Diese Form kann jedoch in Abhängigkeit vom Anwendungsfall und von den Umgebungsbedingungen gewählt bzw. bevorzugt werden. Da die mobile Station eine längere Nachricht übermittelt und einige Zeit zur Antwort auf eine Adresse
und einen Befehl benötigt, ist ein Zeitintervall zwischen den eintreffenden Nachrichten der mobilen Station vorgesehen.
Demgemäß wird die Gesamtzahl von 159 binären Bits in dem Format der hereinkommenden Nachricht etwa eineinhalbmal so
schnell ausgesendet wie die ausgesendeten Bits oder mit einer Bitgeschwindigkeit von 1666 Bit pro Sekunde. Daher
benötigt eine eintreffende Nachricht eine Zeit von 95?2 Millisekunden und hierdurch verbleibt ein Zeitintervall von 26,3 Millisekunden zwischen diesen Nachrichten.
Diese Zeitdauer von 26,3 Millisekunden ist ausreichend und erwünscht, um irgendwelche Verzögerungen in der Antwort der
mobilen Stationen zu kompensieren.
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Venn eine Feststation eine Nachricht 1 an eine bestimmte mobile Station aussendet, dann wird das Format der abgehenden
Nachricht das Synchronisierungswort OlllOOlOO enthalten, gefolgt von einem Adressenwort für die mobile
Station, das insgesamt dreimal gesendet wird. Dann wird das umgekehrte Synchronisations-Codewort lOOOllOH gesendet,
gefolgt von einem zweiten Adressenwort für die mobile Station, das insgesamt dreimal gesendet wird. Dann wird das umgekehrte
Synchronisierungswort lOOOllOll gesendet und anschließend das Befehlswort, das insgesamt dreimal ausgesendet wird.
Die bestimmte mobile Station antwortet auf ihre Adressenworte und das Befehlswort dadurch, daß sie ihre eintreffende
Nachricht sendet, die eine Präambel (vorzugsweise besitzt diese 2Ί Bits, abwechselnd Nullen und Einsen) besitzt, um
die Feststation zur Ausführung einer Bit-Synchronisation mit der eintreffenden Nachricht zu befähigen. Dies ist notwendig,
da eine eintreffende Nachricht so lange nicht wiederholt wird, bis eine an die gegebene mobile Station adressierte
abgehende Nachricht empfangen wurde. Nach der Präambel enthält die eintreffende Nachricht das Synchronisierungswort
OlliOOlOO, gefolgt von einem Adressenwort, das insgesamt dreimal gesendet wird, dem umgekehrten Synchronisierungswort,
dem zweiten insgesamt dreimal gesendeten Adressenwort} dem umgekehrten Synchronisierungswort, und schließlich
der insgesamt dreimal gesendeten Antwort. Vie bereits zuvor erwähnt, ist diese Bitgeschwindigkeit für die eintreffende
Nachricht eineinnarbmal so schnell wie die Bitgeschwindigkeit
für die abgehende Nachricht und beträgt 1666 Bit yZ'-z Sekunde. Baiisr üemöiigt die eimirsffende Nachricht nur
9Ϊβ£ Millisekunden c.::id qs vG^iblsilbi ei™ Zeiünioeirvall von
£ί·;3 iiilliaekiindl2ir2. 2üt ö!g mSefcgie MseEsirieihi t/oa eimer
i3at 2 an eise weitere ijsMie S&a&i©2i auaaemden9 :*£5ι-die
ersiere mouile Station ihre Nachricht 1 übermitlai
allgemeinsE ζιζτά jedoch der Empfänger einer bestimmten
"■j '·-■ Ό ^f -v <^
mobilen Station von der Antenne abgetrennt sein, venn ihr
Sender arbeitet. Daher sollte die Nachricht 2 nicht an die gleiche mobile Station adressiert werden, sondern sollte für
eine andere mobile Station bestimmt sein.
Die dreifache Übertragung oder Aussendung jedes Adressenwortes ADD.l, jedes Adressenwortes ADD.I1 und jedes Befehlswortes
COM.l oder Antwortwortes RESP.1 wurde vorgesehen wegen der Eigenart einer Funksprechverbindung. Eine solche
Nachrichtenübertragung besitzt ein Impulsrauschen und Fading infolge von Brücken, Gebäuden und anderen Gegenständen.
Daher ergibt die dreifache Übertragung eine zusätzliche Gewißheit dafür, daß die Nachricht empfangen wird. Wenn eine
Nachricht empfangen wird und die Empfangsstation in Synchronisation
mit der Nachricht ist, dann werden entsprechende Bits jedes wiederholten Wortes gespe" sert und die Mehrzahl
(Majorität) der gleichartigen Bits (d.h. zwei oder mehr der drei entsprechenden Bits) wird durch einen digitalen oder
logischen Wahlvorgang ausgewählt. Wenn daher das erste Bit des ersten und des zweiten Wortes von ADD.l eine logische
und das erste Bit des dritten Wortes von ADD.l eine logische ist, dann wählt das System die Mehrheit aus und entscheidet,
daß das erste Bit von ADD.l richtigerweise eine logische 1 ist. Die übrigen Bits in jedem Wort werden entsprechend
ausgewählt und nach dieser Auswahl werden die ausgewählten Bits kombiniert und als richtige logische Sequenz
der Bits benutzt. Bezüglich der Synchronisation wird angenommeiij
daß bei Empfang des Synchronisierungswortas SYN und
des logisch umgekehrten Synchronisierungswortes SYN nacheinander bei einer gegebenen Nachriefet die empfangende mobile
Station in Synchronisation bezüglich der Nachricht mit der
sendenden Feststation ist. Die mobile Station wird so lange als synchronisiert betrachtetj, bis fünf aufeinanderfolgende
Synchronisierungsworte unrichtig ampfangen werden»
Dies ist möglich, da die mobile Station ständig Nachrichten
von der Feststation empfängt» Da jedoch eine mobile
Station nur ihre eintreffende (zum Festsender gerichtete)
Nachricht einmal als Antwort auf eine abgehende Nachricht sendet^ muß die Feststation mit dieser einzigen eintreffenden
Nachricht in Synchronisation gehen, wenn das überhaupt möglich ist. Daher ist eine Präambel für die eintreffende
Nachricht vorgesehen, welche die Bitsynchronisation unterstützt und die Feststation auf eine eintreffende Nachricht
vorbereitet. Die Feststation versucht dann, mit dem übrigen Teil der Nachricht in Synchronisation zu gehen und betrachtet
eine Nachricht dann als richtig empfangen, wenn sie das erste Synchronisierungswort SYN richtig empfängt.
Aus dieser allgemeinen Beschreibung der Vorrichtung zur Funktionssteuerung ist ersichtlich, daß vorzugsweise die
Festetation oder Zentralstation adressierte Nachrichten
auesendet, welche eine Anfrage oder Anweisung an mobile Stationen in einem Nachrichtenübertragungssystem enthält. Jede
mobile Station in dem System spricht nur auf solche Nachrichten an, die an diese mobile Station adressiert sind (oder
auf eine an alle Stationen gerichtete Nachricht). wobei dieses Ansprechen in irgendeiner gewünschten Funktion besteht,
beispielsweise der Umschaltung auf eine Sprechfunkfrequenz (Nachrichtenübertragungsfrequenz) oder in der Anzeige eines
Status oder Zustandes. Es können jedoch auch andere Stationen (Feststationen oder mobile Stationen) ic einem Sprechfunksystem
die Fähigkeit besitzen, gewünschtenfalls Nachrichten
mit einer Anfrage oder einer Anweisung su senden.
Ein ausführlicheres Schaltbild des Rechners und des SprechschalierE
10 der Figur 2 oder des Steuerte ils 10 der Figur
wurde nichi gezeigt^ ds; solcfee Einrichtungen, bekannt siisd
und viele verschiedene Farmern am&elsrassi können is Abhängig»
Irsi'i you des Gs sich is phalli "ieia und LaQ^auungeug welche in
"1st "orrleistung zar Futafctionsstöuer^Eg srwümsoEifc sinöo Aus
diesem Grunde vurden der Rechner und das Steuerteil mit der gleichen Bezugsziffer 10 bezeichnet. In der Feststation
wurde der Block 10 als Rechner bezeichnet, da er einen grösseren Informationsumfang enthalten kann und mehr Funktionen
ausführen kann, als dies in einer mobilen Station der Fall ist. Der Rechner und das Steuerteil 10 speichern beide
Adressen und Befehle oder Antvorten, die einen vorgegebenen
Code besitzen und bei Vorhandensein eines relativ einfachen Signals aufgesucht und erzeugt werden. Wenn beispielsweise
ein Benutzer seine Feststation anweist, ihn mit einer gewählten mobilen Station zu verbinden, dann kann er ein
einfaches Signal senden, das bedeutet "Rufe mobile Station 1". Der Rechner 10 -wird dann die Adresse der mobilen Station 1
aufsuchen, den festgelegten Code für die mobile Station 1 vorbereiten und ihn über die Schnittstelle und den Codierer
und das Modem 12 an den Datensender übermitteln. Alle mobilen Stationen können die gesendete Nachricht empfangen und diejenigen Stationen, welche die Nachricht empfangen, vergleichen
ihre Adresse mit der gespeicherten Adresse der mobilen Station. Vorzugsweise besitzt jede mobile Station eine eigene
Adresse, so daß nur eine mobile Station auf eine bestimmte Nachricht reagiert. Es kann jedoch eine einzige Adresse für
alle mobilen Stationen vorgesehen werden, um sie alle gleichzeitig anzusprechen. Die mobile Station 1 vergleicht die
gesendete Adresse mit ihrer Adresse, stellt fest, daß sie gleich sind und sendet eine Antwort. Beim Empfang dieser
Antwort vergleicht der Rechner 10 der Feststation die Antwort der mobilen Station mit der gesendeten Information und
wenn die gesendeten und empfangenen Signale ordnungsgemäß sind, dann betätigt der Ilecibmer i0 seinen Sprechschalter
und verbindet den Benutze.·? ta it der saoiiilen Station 1. Der
Rechner 10 kann auch noch sine Aufzeichnung des Aaruis oder
des Vorgangs anfertigen. Bine ähnliche Arbeitsweise kann man durch das Steuerten 10 in der mobilen Station erhalten.»
Es werden getrennte Schalter 17?■ 18 für die mobile Station
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gezeigt} sie führen jedoch im wesentlichen die gleiche Funktion atis wie der Sprechschalter in dem Rechner 10. Der
Sprechschalter in dem Rechner 10 kann aus einer komplizierteren Einrichtung bestehen, da er eine Abzahl von ankommenden
Leitungen auf eine Anzahl von herausführenden Sendern der Feststation und Empfängern gemäß der Abbildung in Figur
umschalten kann.
Der Rechner oder das Steuerteil 10 ist das Bauelement, in dem die Funktionen und Befehle ausgelöst und ausgeführt
werden« Dies beinhaltet eine Anfrage von der Feststation an die mobile Station, Vergleichungen von Adressen und
Befehlen, die Herstellung eines Verbindungskanals, entweder auf dem durch die Daten bezeichneten Kanal oder auf einem
anderen Kanal, zwischen der Feststation und einer mobilen Station oder zwischen mobilen Stationen, sowie irgendwelche
anderen Funktionen, die in einer Anordnung mit Kunden und Teilnehmern erwünscht sein können. Daher bestimmt die Anzahl
der gewünschten Funktionen die Fähigkeiten, welche der Rechner 10 oder das Steuerteil 10 enthalten müssen. Aus diesem
Grunde wurden die Eingänge und Ausgänge des Rechners oder des Steuerteils einfach mit "Funktion Ein" oder "Funktion Aus"
bezeichnet. Diese Funktionen können Funktionen nahezu jeglicher Art sein in Abhängigkeit von dem Anwendungsfall oder
dem Zweck des Funksprechverbindungssystems. Solche Methoden
sind an sich bekannt und müssen nicht beschrieben werden·
Es folgt nachstehend eine Beschreibung des Modems. An dieser ■ Stelle ist eine Beschreibung der binären Bits oder Impulse
angemessen, welche in der Vorrichtung zur Funktionssteuerung verwendet werden. Die Impulse werden in den Vellenformen
der Figur 6 gezeigt, die mit einer gemeinsamen Zeitachse dargestellt sind. Die Figur 6(a) zeigt Impulse, die
als binäre Impulse betrachtet werden können, d.h. Impulse,
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welche zwischen zwei als logische 0 und logische 1 bezeichneten Werten wechseln. Es ist dabei unwesentlich, ob der
obere Wert als eine logische 1 betrachtet wird und der untere Wert als eine logische 0, oder ob der obere Wert
als eine logische 0 und der untere Wert als eine logische betrachtet wird. Für die vorliegende Erörterung wird der
obere Wert als binäre logische 1 und der untere Wert als eine binäre logische 0 betrachtet. Die in Figur 6(a) gezeigten
Impulse stellen eine typische Folge von binären Impulsen dar, wie sie von einem Rechner oder einem Steuerteil
10 und dem Codierer 11 erzeugt werden. Solche Impulse sind nicht erwünscht, wenn sie über eine Funkverbindung
oder andere Leitungswege übertragen werden sollen, welche Gleichstrom nicht gut übertragen können. Demgemäß werden
die binären Impulse der Figur 6(a) in Impulse nach Figur 6(b) umgewandelt, welche auch als "Zweiphasen"-Impulse bezeichnet
werden können. Entsprechende binäre Impulse und Zweiphasen-. Impulse sind übereinander bzw. untereinander angeordnet.
Die Zweiphaseh-Impulse enthalten die gleiche Information.
Sie besitzen jedoch einen Spannungsübergang am Ende jedes binären Impulses und einen Spannungsübergang in der Mitte
einer binären logischen 0 oder einer binären logischen 1. In der Figur 6(b) wird angenommen, daß der mittlere Übergang
oder Wechsel für eine binäre logische 1 vorgesehen ist. Es ist daher ersichtlich, daß die Zweiphasen-Impulse einen
Übergang (Sprung) nach oben oder nach unten am Ende jedes binären Impulses besitzen und noch einen Übergang nach oben
oder unten etwa in der Mitte jedes binären Impulses für die logische 1 besitzen. Diese zusätzlichen Übergänge ergeben
weitere Wechselstromanteile und können leicht an die Übertragung
durch Funlcstrecken oder Nachrichtenübermiltlungswege
angepaßt werden, die zur Leitung von Wechselstrom-Signalen eingerichtet sind. Die Umwandlung von binären
Impulsen in Zweiphasen-Impulse und von Zwei plinsen-Impulsen
-
6 09848/0645
in binäre Impulse ist ein bekanntes Verfahren. Die Figuren 6(c) und 6(d) werden noch nachstehend erläutert.
Bezüglich der Figur 2 wird angenommen, daß die Feststation ständig abgehende Nachrichten aussendet und ständig eintreffende
Nachrichten empfängt oder empfangen kann* Daher besitzt die Feststation nach Figur 2 ein Sender-Modem 12 und
ein Empfänger-Modem 13· Andererseits vird angenommen, daß
die mobile Station entweder sendet oder empfängt, so daß, wie in Figur 3 gezeigt, das gemeinsame Modem l6 für die
mobile Station vorgesehen werden kann. Die folgende Beschreibung behandelt die Sende-Modems und Empfangs-Modems. Es ist
darauf hinzuweisen, daß in einer bestimmten Station die Moderne kombiniert werden können oder getrennt sein können
in Abhängigkeit von den Umständen und Erfordernissen in dieser Station.
Die Figur 7 zeigt ein Blockschaltbild des in der Feststation
verwendeten Sende-Modems 12, Dieses Modem empfängt binäre Impulse, wie sie in der Figur 6(a) gezeigt werden, von dem
Codierer 11 und diese Impulse werden einem Konverter oder Umsetzer 30 für die Umwandlung von binären Impulsen in Zweiphasen-
Impulse zugeführt. Der Konverter 30 wandelt die binären
Impulse in Zweiphasen-Impulse gemäß der Darstellung in Figur 6(b) um. Diese Umwandlung wird durch irgendeine
bekannte Konverterschaltung ausgeführt unter Verwendung von Taktimpulsen mit der Bitgeschwindigkeit von 1111 Bit pro
Sekunde oder Bitgeschwindigkeit C 1111. In dieser Beschreibung werden Takt-Impulse durch ein vorangestelltes C gefolgt
von einer Zahl bezeichnet, welche die Frequenz angibt. Daher bezeichnet der Ausdruck C 400000 Takt-Impulse mit der Geschwindigkeit
von 400 000 Impulsen pro Sekunde. Die Takt-Impulse C 400 000 werden von dem Taktgeber 15 in der Feststation
geliefert und diese Impulse werden zur Erzeugung
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der Takt-Impulse C 1111 durch den 360-Teiler 31 geteilt.
Die Figur 8 zeigt ein Block-Schaltbild des Empfangs-Modems for die Feststation. Die Figur 8 enthält mehr Blöcke oder
Bauteile, da dieses Modem 13 Synchronisierungssignale und korrigierte Takt-Signale liefert. Seine Hauptfunktion besteht
jedoch in der Umwandlung von Zweiphasen-Impulsen nach
Figur 6(b) in binäre Impulse nach Figur 6(a) zur Verwendung in dem Decodierer 14 der Feststation. Die empfangenen
Zweiphasen-Impulse werden durch einen Konverter 35 in binäre
Impulse umgewandelt, der ein Konverter einer bekannten Bauform oder ein Konverter gemäß der nachstehenden Beschreibung
sein kann. Die binären Impulse werden einem 9-Bit-Schieberegister 36 zugeführt, das bei der Auswahl oder Abstimmung
über die Impulse in den SYN-Wort benutzt wird, um eine Anzeige dafür zu erhalten, daß die Vorrichtung in
der Feststation mit der eintreffenden Nachricht von der
mobilen Station synchronisiert ist.
Ein Haupterfordernis für diese Synchronisation besteht darin, daß an der Vorrichtung zur Funktionssteuerung in
der Feststation eine stabile Frequenz mit der Bitgeschwindigkeit und Phase der eintreffenden Zweiphasen-Impulse zugeführt
wird. Diese Frequenz wird mit Hilfe des Takt-Gebers erreicht, der die Impulse C 400 000 liefert. Diese Impulse
werden geteilt und in zwei Sätze von Impulsen umgewandelt, die vorzugsweise eine Phasenverschiebung von 180 Grad besitzen,
und zwar mittels eines 6-Teilers 37 zur Teilung durch 6, der Impulse C66666j^l und C66666^2 liefert, wobei
01 bzw. 02 die Phase 0 bzw. 180 Grad anzeigen. Diese Impulse
werden einem normalerweis« geöffneten Gatter 38 bzw. einem
normalerweise geschlossenen Gatter 39 zugeführt. Das nornalerweise geöffnete Gatter 38 kann durch ein von einem Phasenkomparator
40 erzeugtes Voreilungssignal geschlossen werden, und das normalerweise geschlossene Gatter 39 kann durch ein
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von dem Phasenkomparator 40 erzeugtes Nacheilungssignal geöffnet
worden. Die von den Gattern 38,39 durchgolassenen
Impulse C66666^1 und C66666^2 werden in einem Addierer 4l
in Sequenz kombiniert und dann durch einen lO-Teiler 42
unterteilt, um eine Sequenz von Impulsen C66666 zu erzeugen. Diese Impulse werden durch Teiler 43,44 weiter unterteilt,
um Takt-Impulse Cl666 zu liefern. Diese abgeglichenen (synchronen) Takt-Impulse werden in dem Decodierer und anderen
feilen der Empfangsvorrichtung der Feststation verwendet
and werden auch noch einem Eingang des Phasen-Komparators zugeführt. Die mit der nominellen Bit-Geschwindigkeit von
1666 Bit pro Sekunde empfangenen Zweiphasen-Impulse werden
einem Datengeschwindigkeitskonverter 45 zugeführt, der eine Anzahl von bekannten Bauformen besitzen kann. Der Konverter
45 stellt die Datengeschwindigkeit der Zweiphasen-Impulse
der Figur 6(b) fest und läßt die Zwischenübergänge mit dem logischen Wert 1 aus. Das Ausgangssignal des Konverters 45
für die zugeführten Zweiphasen-Impulse ist in Figur 6(c) gezeigt. Dieses Ausgangssignal wird dem anderen Eingang des
Phasen-Komparators 40 zugeführt, welcher die Phase der abgeglichenen Takt-Impulse C1.666 mit der Phase der empfangenen
Impulse mit Daten-Geschwindigkeit vergleicht. Wenn die Phase ier abgeglichenen Takt-Impulse Cl666 hinter der Phase der
Datengeschwindigkeits-Impulse gemäß der Darstellung im linken Teil der Figur 6(d) nacheilt, dann erzeugt der Phasen-Komparator
40 ein Nacheilungssignal, welches das Gatter 39
öffnet, um zu der Impulsefolge einige der Impulse C66666^2
zuzufügen· Diese zugefügten Impulse führen nach ihrer Unterteilung
dazu, daß die Phase des abgeglichenen Takt-Signals ksinzident ist mit der Phase üer Datemgesefowindigkeits-Irüpulee?
wie dies für den Zeitpsiakt Tl im dea Figuren 6(b)9
6{c) und 6(d) gezsigi ist« Wess andererseits die Phase der
abgeglichenen Takt-Impulse eine Voreilung zur Phase der
Datengeschwindigkeits-Impulse besitzt, wie dies im rechten
Teil der Figur 6(d) gezeigt ist, dann erzeugt der Komparator 40 ein Voreilungssignal, welches das normalerweise
60S848/G84B " 2% "
geöffnete Gatter 38 sperrt, um einige der Impulse C66666^1
zu blockieren. Hierdurch wird die Anzahl der Impulse in der Impulsfolge verringert. Nach der Teilung dieser Impulse
ist die Phase der abgeglichenen Taktimpulse koinzident mit der Phase der Datengeschwindigkeits-Impulse, wie dies zum
Zeitpunkt T2 in den Figuren 6(b), 6(c) und 6(d) gezeigt ist. Daher ist die Vorderflanke oder die Phase der von dem
Takt-Geber 15 gelieferten zuverlässigen und stabilen Impulse so abgeglichen, daß sie mit den hereinkommenden Zweiphasen-Impulsen
vom Empfänger koinzident sind. Diese abgeglichenen Takt-Impulse werden in verschiedenen Teilen der Vorrichtung
verwendet, besonders in dem Decodierer 14 und in einem Signal-Generator 47 der Vorrichtung.
Wie bereits zuvor erwähnt, muß die Vorrichtung zur Funktionssteuerung
in der Festslation sehr schnell in Synchronisation mit einer eintreffenden Nachricht gehen, da typischerweise
die. eintreffende Nachricht erst dann wiederholt werden kanu.? wenii eine beträchtliche Anzahl von dazwischenliegenden eintreffenden Nachrichten zur Feststation von
anderen mobilen Stationen gesendet wurde. Aus diesem Grunde ist für jede eintreffende Naeiariciit eine Präambel mit 24 Bits
gemäß der Darstellung in Figur 5 vorgesehen; um die Feststation bei der Herstellung der Eit^Synchronisation zu unterstützen.
Im allgemeinen wird die Festsiation sine innere
Zeitschaltung oder Einrichtung foeaitseaj welche die Feststation
bezüglich des Zeitpunktes vorwarnt, asa dem sie eine Präambel von einer bestimmten mobilen Station als Antwort
für die bestimmte abgeltende Nachricht an die bestimmte mobile
Station empfangen muß. Zum richtigen Zeitpunkt beginnt die Feststation mit der Suche nach dieser Präarabel von der
bestimmten mobilen Station· Wenn die Präambel-Bits und die Nachrichten-Bits einer eintreffenden Nachricht empfangen wurden,
werden sie durch das 9-Bit-Schieberegister 36 geleitet.
Jedes erste Ausgangsfoit, jedes umgekehrte vierte Ausgangsbit
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und jedes umgekehrte siehte Ausgangsbit des Schieberegisters werden einer Auswahlschaltung 48 zugeführt. Daher stellt
die Auswahlschaltung 48 den binären Wert für jedes Bit in jeder Gruppe von drei Bits mit gleichem Abstand fest und
erzeugt einen binären Wert, welcher den binären Wert der Mehrzahl dieser Bits darstellt. Wenn beispielsweise zwei oder
mehr der drei Bits in einer Gruppe eine logische 1 sind,
dann liefert die Auswahlschaltung 48 eine logische 1 an ein 3-Bit-Schieberegister 49. Wenn zwei oder mehr der drei Bits
in einer Gruppe eine logische 0 sind, dann liefert die Auswahlschaltung 48 eine logische 0 an das 3-Bit-Schieberegister
49. Die folgende Tabelle erklärt, wie die Feststation das erste Synchronisationswort SYN auswertet, um die Vorrichtung
zur Funktionssteuerung in der Feststation in Synchronisation mit der hereinkommenden Nachricht zu bringen.
| Svjrvrhron·? saf i nr | Ij INV. ί Ο |
I 0 ! 0 |
I ο | 1 | G | I 7 | O | O | I | Majorityfcswahl | |
| ι τ, ι τ i 7 ■ | Ί j G | i IN7, i ■, l! b |
S
t |
I
I ° |
1 | ||||||
| ei) |
3 ! Ii
ο : ι I ι f ι |
ϊ Ι ί IMVo ι ; S i ι |
i° | INV. Π |
O | X | O | ||||
|
(2)
(3ΐ |
G ; | I ί I | : | 1 | ο' | ||||||
| » j χ |
J
I ί |
IMV. 1 |
X j | Y | 1 | ||||||
| (5) | 0 | G ί | I | ||||||||
| 'S) | IUMo | I | |||||||||
26204S6
Bei dem Durchgang der Sequenz von Bits aus dem Konverter durch das Schieberegister 36 mit der Impulsgeschwindigkeit
CI666 verden das erste, das vierte und das siebte Bit am
Ausgang des Schieberegisters betrachtet und ausgewählt. In der Zeile 1 der Tabelle 1 wurde angenommen, daß der Synchronisations-Code
mit den 9 Bits OlllOOlOO vollständig in das Schieberegister 36 eingetragen wird. In diesem Zustand
ist das erste Bit des Synchronisations-Code an dem ersten Ausgang des Schieberegisters vorhanden, das vierte Bit des
Synchronisations-Code ist. im vierten Ausgang des Schieberegisters und das siebte Bit des Synchronisations-Code ist
in dem siebten Ausgang des Schieberegisters vorhanden. Nach der Umkehrung des vierten und siebten Bits zeigt die Zeile
den logischen Zustand, über den die Wahlschaltung 48 eine Auswahl trifft· Wie angedeutet, sind alle drei Bits eine
logische 0, so daß die Auswah1schaltung eine logische 0 erzeugt.
In der Zeile 3 wurde ein weiteres Bit X von dem Register empfangen, so daß das erste Bit (eine O) des Code
herausgeschoben wird. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich das zweite, fünfte und achte Bit des Code-Worts in dem ersten,
vierten und siebten Ausgang des Schieberegisters, so daß diese Ausgänge auf einer logischen 1 bzw. 0 bzw. 0 sind. Nach der
Umkehrung sieht die Auswahlschaltung 48 die in Zeile 4 gezeigten Bits, die alle eine logische 1 sind., so daß die Auswahlschaltung
48 eine logische 1 erzeugt. In der Zeile 5 wird ein weiteres Bit Y empfangen, und das zweite Bit (eine l)
des Code wird herausgeschoben. Zu diesem Zeitpunkt befinden eich das dritte, sechste und neunte Bit des Code-Worts
im Ausgang des Schieberegisters, so daß nach der Umkehrung gemäß der Darstellung in Zeile 6 die Auswahlschaltung dreimal
die logische 1 sieht,' so daß die Auswahlschaltung 48 eine logische 1 erzeugt. Die rechte Spalte der Tabelle 1
zeigt, daß die Majoritätswahl die Größe Oll ergibt, beruhend auf den zwei am besten übereinstimmenden Werten unter
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drei Bit für jeden Auswahlvorgang. Zusammengefaßt, wird ein
Signal "In Synchronisation" (INSYNC-Signa1) erzeugt, wenn
nach der Präambel eine durch Majoritätswahl ermittelte Sequenz Oll
empfangen wird. Diese Sequenz ist in hohem Maße unverwechselbar, so daß durch das Synchronisationswort OlllOOlOO mit
9 Bits die Möglichkeiten für einen Irrtum beträchtlich verringert werden. Die Auswahl der ersten, vierten und siebten
Bitausgänge ist ein ständiger Vorgang; die Unverwechselbarkeit des Synchronisations-Wortes und die Majoritätswahl gewährleisten
jedoch eine Synchronisation auf nahezu alle eintreffenden Nachrichten. Die ausgewählten Bits werden einem
3-Bit-Schieberegister 49 zugeführt. Wenn das 3-Bit-Schieberegister 49 an seinen Ausgängen eine Oll zeigt, dann erzeugt
ein Oll-Detektor 50 ein entsprechendes Signal für den synchronisierten
Zustand, das in Figur 8 mit "IN SYNC" bezeichnet ist. Dieses Synchronisationssignal zeigt an, daß mit
dem nächsten, nach dem Synchronisationscode empfangenen Bit ein Befehlswort beginnen wird. Das Signal wird zusammen
mit dem abgeglichenen Takt-Signal dem Signal-Generator 47 der Vorrichtung zugeführt, um geeignete Signale zur Verwendung
in der Vorrichtung zur Funktionssteuerung in der Feststation zu erzeugen. Man wird erkennen, daß in dem vorstehend
beschriebenen Auswahlvorgang der erste Itegisterausgang umgekehrt werden kann und der vierte und siebte Registerausgang
normal belassen werden können. In diesem Falle wird ein Signal "IN SYNC" (in Synchronisation) erzeugt,
wenn eine durch Majoritätswahl gefundene Sequenz 100 empfangen wird. Wenn das Synchronisationswort das Wort OOlOOlllO
ist, dann wäre für einen umgekehrten siebten Ausgang des Registers die durch Majoritätswahl ermittelte Sequenz 0Ol
oder sie wäre 110 für umgekehrte erste und vierte Ausgänge des Registers. In der vorstehenden Beschreibung werden eine
oder mehrere der ersten, vierten und siebten Ausgänge des Schieberegisters JG als umgekehrt bezeichnet. Dies führt
dazu, daß die ersten, zweiten und dritten Code-Bits umgekehrt
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erscheinen, wenn der erste Schieberegister-Ausgang umgekehrt wird, und das vierte bis neunte Code-Bit umgekehrt
erscheinen, wenn der vierte und siebte Ausgang des Schieberegisters umgekehrt werden. In dieser und anderen Betrachtungen
bezeichnen die verwendeten Ausdrücke logische 1 und logische 0 lediglich zwei beliebige binäre Werte, beispielsweise
eine positive Spannung und eine Spannung 0, eine Spannung 0 und eine negative Spannung, oder eine positive und
eine negative Spannung.
Aus dem Signal "Nachricht in Synchronisation" und unter Bezugnahme auf das Format der Figur 5 erzeugt der Generator
47 ein Funktionswort-Signal am Beginn jedes der Adressenworte und des Antwort-Wortes sowie ein Bit-Auswahlsignal,
um dem Decodierer 14 anzuzeigen, daß drei entsprechende Bits eines wiederholten Wortes vorhanden sind und unter
diesen eine Auswahl zu treffen ist, sowie ein Paritätssignal um anzuzeigen, daß die vier Paritäts-Bits in einem
Wort mit zwölf Bits empfangen wurden und Korrekturen vorgenommen werden sollen, sowie ein Signal "Erstes Wort",
um das erste der drei wiederholten Adressenworte oder Antwort-Worte zu bezeichnen.
Bei der Beschreibung des Empfangs-Modems 13 der Figur 8
werden bestimmte Ausdrücke und Bezeichnungen zur Unterstützung des Verständnisses des Modems 13 verwendet. Der Fachmann
wird verstehen, daß andere logische Funktionen oder Betriebsfunktionen hierfür eingesetzt werden können. Wenn
beispielsweise nur 6 Bits im Schieberegister 36 gespeichert
werden müssen, dann kann eine Auswahl über das siebte Bit getroffen werden, wenn es vom Konverter 35 empfangen wird.
In ähnlicher Weise könnten andere Teiler-Schaltungen benutzt werden, um die gewünschte Bit-Geschwindigkeit zu erreichen.
Selbstverständlich können auch andere Bitgeschwindigkeiten benutzt werden.
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In der mobilen Station ist das Modem allgemein ähnlich aufgebaut
mit Ausnahme der Tatsache, daß eine mobile Station gewöhnlich herausgehende Nachrichten ständig nacheinander
empfängt, unabhängig davon, ob sie für diese gegebene mobile Station vorgesehen sind oder nicht. Diese herausgehenden
Nachrichten ergeben mehr Möglichkeiten für die mobile Station zur Synchronisation ihrer Vorrichtung zur Funktionssteuerung
mit den Impulsen oder Bits oder Nachrichten der Feststation· Ein weiterer Unterschied besteht in der Tatsache,
daß die mobile Station Impulse mit der Geschwindigkeit für die abgehende Nachricht von 1111 Bit pro Sekunde
empfängt und Impulse zurücksendet mit der Geschwindigkeit von l666 Bit pro Sekunde für eintreffende Nachrichten, die
eineinhalbmal so schnell ist. Schließlich können auch in dem Modem für die mobile Station die Sendeteile und die Erapfangsteile
kombiniert sein, da allgemein die mobile Station entweder sendet oder empfängt, aber nicht wie die Feststation
gleichzeitig sendet und empfängt.
Die Figur 9 zeigt ein Blockschaltbild des Modems l6 für eine mobile Station. Die Teile entsprechend den Teilen in
Figur 8 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In
dem unteren Teil der Figur 9 werden die Takt-Signale geteilt und durch die Gatter 38,39 Impulse zugefügt oder weggenommen,
in Abhängigkeit von der Phasenlage der Takt-Impulse und der Datengeschwindigkeits-Impulse, die von dem Konverter
45 (Datengeschwindigkeitskonverter) für die Umwandlung
von Zweiphasen-Impulsen in Datengeschwindigkeits-Impulse an den Phasen-Komparator 40 geliefert werden. Die Zweiphasen-Impulse
werden auch noch dem Zweiphasen-Binär-Konverter 35
zugeführt und von dort dem 9-Bit-Schicberegister 36 zugeführt.
Die auf diese Weise erzeugten binären Impulse werden dem Decodierer 14 der mobilen Station zugeführt. Die mobile
Station kann ihre Vorrichtung zur Funktionssteuerung zuverlässiger mit herausgehenden Nachrichten synchronisieren, da
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sie ständig solche Nachrichten empfangen kann, obwohl diese nicht an sie addressiert sind. Ein synchronisierender und
umkehrender Synchronisations-Wort-Sensor 55 betrachtet jedes der neun Bits in dem Register 36. Wenn das richtige Synchronisations-Wort
OlllOOlOO und anschließend das richtige umgekehrte
Synchronisationswort lOOOllOll empfangen wird, dann erzeugt der Sensor 55 ein Signal "In Synchronisation" (IN
SYNC) zur Verwendung in der Vorrichtung zur Funktionssteuerung und in dem Signal-Generator ;*7 der Vorrichtung. Die
Vorrichtung erzeugt dieses Signal "In Synchronisation" so lange, bis ein Fehlerzähler 56 eine Gesamtzahl von fünf aufeinanderfolgenden
Fehlern oder Abweichungen in Synchronisations-Worten oder umgekehrten Synchronisations-Worten empfängt
und zählt. Fünf aufeinanderfolgende Fehler werden wegen der Eigenart des Ubertragungsraediums bevorzugt. Es ist leicht
möglich, daß mehrere Synchronisations-Fehler empfangen werden können, ohne dall dabei die Vorrichtung zur Funktionssteuerung
außer Synchronisation kommt. Wenn ein richtiges Synchronisationswort oder ein richtiges umgekehrtes Synchronisations-Wort
empfangen wird, bevor fünf aufeinanderfolgende Fehler gezählt werden, dann erzeugt der Sensor 55
ein Signal zur erneuten Zählung, welches den Zähler 56 auf Null zurückstellt, so daß die Fehlerzählung erneut begonnen
wird. Wenn der Zähler 56 fünf aufeinanderfolgende Synchronisations-Fehler
zählt, dann liefert er ein Rücksetz-Signal an den Sensor 55, und dieses bewirkt, daß der
Sensor 55 ein Signal "Außer Synchronisation" erzeugt (oder das Signal "In Synchronisation" wegnimmt), und zwar so lange,
bis ein richtiges Synchronisationswort gefolgt von einem richtigen umgekehrten Synchronisations-Wort empfangen werden«
Wie bereits erwähnt, kann·der Synchronisations-Code die
Bit-Werte OOJ.001110 und die umgekehrten Bit-Werte llOllOOOl
besitzen.
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In der Senderichtung werden die binären Impulse vom Codierer
11 mit der eineinhalbfachen Geschwindigkeit oder mit l666 Bit pro Sekunde dem Konverter 30 zugeführt, der gleich
dem Konverter 30 der Figur 7 ist. Dieser Konverter 30 erhält
abgeglichene Takt-Impulse C3333» da der Takt-Geber für die mobile Station gemäß den herausgehenden Nachrichten eingerichtet
wird. Diese Impulse kommen aus dem lO-Teiler 42 und werden einem 4-Teiler 57 zur Teilung zugeführt, um die
Takt-Impulse Cl666 für den Konverter 30 zu erzeugen.
Das Konverter-Modem für die Umwandlung von Zweiphasen-Impulsen
in binäre Impulse wird nachstehend beschrieben. Es gibt an sich bekannte Konverter für die Umwandlung von
Zweipbasen-Impulsen in binäre Impulse, welche für die Konverter
35 in den Figuren 8 und 9 verwendet werden können. Der hier gezeigte Konverter verbessert jedoch die Geschwindigkeit
für die Aufnahme von Nachrichten, wenn ein Datenformat gemäß der vorstehenden Beschreibung verwendet wird.
Venn binäre oder digitale Impulse über Funkstrecken übertragen werden, dann sind die resultierenden Fehler oder
Abweichungen hauptsächlich auf das Fading des Hochfrequenz-Signals auf den mehrfachen Ausbreitungswegen zurückzuführen.
Wenn wie in der hier beschriebenen Vorrichtung zur Funktionssteuerung
eine Majoritätsauswahl wiederholter Impulse zur Verbesserung der Genauigkeit dieser empfangenen Impulse
verwendet wird, dann wird jede Anordnung, die eine negative oder Null-Korrelation der Fehler oder Abweichungen erzeugt,
die Genauigkeit der Bits vergrößern, unter denen eine Auswahl getroffen wird. Normalerweise ist das Auftreten eines
Fading auf mehrfachen Ausbreitungswegen voraussagbar, und daher liegen die Fehler in einem voraussagbaren oder korrelierten
Verteilungsmuster. Dieser Zweiphasen-Binär-Konverter wird für jeden Zweiphasen-Fehler entweder einen Fehler Null
oder zwei binäre Fehler erzeugen. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines doppelten binären Fehlers beim Auftreten
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eines Zweiphasenfehlers beträgt 0,5· Daher ist die Gesamtzahl der Bit-Fehler infolge Fading auf mehreren Ausbreitungswegen
die gleiche wie bei einem Zweiphascn-Binär-Konverter
mit einer 1:1 Fehlerkorrespondenz;; die Anzahl der ausgewählten Fehler ist jedoch kleiner, da die Fehler nicht
korreliert sind. Der in Figur 10 gezeigte Konverter erzeugt eine negative oder Null-Korrelation der Fehler und verbessert
damit die Wahrscheinlichkeit für die ausgewählten Bits. In Figur 10 sind drei Flip-Flops FFl, FF2 und FF3 des D-Typs
vorgesehen. Diese Flip-Flops sind bistabile Flip-Flops und werden an ihrem Takt-Eingang C durch Impulse getriggert,
welche die doppelte Frequenz der binären Impulse besitzen. Die Zweiphasen-Impulse von dem Empfänger werden dem D-Eingang
des ersten Flip-Flop FFl zugeführt. Der Q-Ausgang des ersten Flip-Flop FFl wird dem D-Eingang des zweiten Flip-Flop FF2
zugeführt und der Q-Ausgai.;' des zweiten Flip-Flop FF2 wird
dem D-Eingang des dritten Flip-Flop FF3 zugeführt. Die Q-Ausgänge des ersten und dritten Flip-Flops FFl und FF3 werden
den beiden Eingängen eines Exklusives-ODEB-Gatters (EOIt)
zugeführt und der Ausgang dieses Gatters wird umgekehrt. Dieses umgekehrte Ausgangssignal wird dem Schieberegister
in Figur 8 oder Figur 9 zugeführt. Wie bekannt, erzeugt ein Exklusives-ODER-Gatter eine logische 0, wenn seine Eingänge
den gleichen logischen Wert besitzen, d.h. alle Eingänge sind auf der logischen 0 oder alle Eingänge sind auf einer
logischen 1. Ein Exklusives-ODER-Gatter erzeugt einen Ausgang entsprechend der logischen 1, wenn seine Eingänge auf
verschiedenen logischen Werten sind. Die Kombination des Exklusives-ODER-Gatters und des Inverters führt dazu, daß
eine logische 1 erzeugt wird, wenn beide Eingänge des Gatters auf dem gleichen logischen Wert sind. Wenn beide Eingänge
zu dem Gatter auf verschiedenen logischen Werten sind,
dann wird eine logische 0 erzeugt.
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Es ist ersichtlich, daß die Flip-Flops FFl bis FF3 eine Möglichkeit zur Verschiebung der Phase oder zu einer Zeitverzögerung
der Zweiphasen-Impulse ergeben, so daß zwei Signale identisch mit dem Zweiphasen-Eingang erzeugt werden
können, die eine Phasenbeziehung von 36Ο Grad (oder ein binäres Bit) besitzen. Das Exklusives-ODER-Gatter ergibt
eine Möglichkeit zur Erzeugung eines binären logischen Ausgangssignals,
wenn die beiden Eingangsgrößen verschieden sind, und zur Erzeugung des anderen binären logischen Ausgangssignals,
wenn die beiden Eingangsgrößen gleich sind. Dies ist aus der folgenden Wahrheitstabelle ersichtlich.
| PFl Q |
FF 3 Q |
I Ausgang |
| 0 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 |
Die folgende Erläuterung des Konverters nach Figur 10 wird
mit Hilfe der in Figur H gezeigten Wellenform gegeben. Die Figur ll(a) zeigt die Frequenz für die binären Impulse
(Binärfrequenz), und dies kann eine beliebige Folgefrequenz sein, beispielsweise die zuvor genannten Frequenzen von 1111
Bit pro Sekunde oder 1666 Bit pro Sekunde. Die Ausgangssignale der drei Flip-Flops FFl, FF2 und FF3 sind in den Figuren ll(b),
ll(c) und ll(d) gezeigt, und es ist ersichtlich, daß jeder
Flip-Flop eine Zeitverzögerung von 180 Grad zwischen seinen Eingangs impulsen und Ausgangs-Impulsen einfügt. Daher ist
das Aus gangs signal des Flip-Flops FF3 um 3(>0 Grad oder um
eine binäre Zeitperiode gegenüber dem Ausgangssignal des Flip-Flop FFl verzögert. Die Figur ll(e) zeigt die zugeführten
Takt-Impulse, welche die doppelte Folgefrequenz
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wie die binären Impulse besitzen. Die Eingangssignale für das Exklusives-ODEU-Gatter (Ex-ODEIt) werden von den Ausgängen
des ersten und dritten Flip-Flops FFl und FF3 erhalten. Es ist ersichtlich, daß sich diese beiden Ausgänge unmittelbar
vor dem Zeitpunkt Tl auf einer logischen 1 befinden, so daß das Exklusives-ODEIl-Gatter eine logische 0 erzeugt, die
von dem Inverter in eine logische 1 umgewandelt wird. Diese logische 1 ist ein binärer Impuls und wird in Figur ll(f)
vor dem Zeitpunkt Tl gezeigt. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt Tl erzeugt der Flip-Flop FFl immer noch eine logische 1. Der
Flip-Flop FF3 erzeugt jedoch eine logische 0, so daß das Gatter eine logische 1 erzeugt, die in eine logische 0 umgekehrt
wird, wie dies in Figur ll(f) gezeigt ist. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt T2 erzeugt der Flip-Flop FFl eine
logische 0. Der Flip-Flop FF3 erzeugt jedoch eine logische 1, so daß der umgekehrte Ausgang auf einer logischen 0 verbleibt.
Unmittelbar nach dem Zeitpunkt T3 erzeugt der Flip-Flop
FFl eine logische 1 und der Flip-Flop FF3 erzeugt eine logische 1. Daher wechselt der binäre Impuls der Figur ll(f)
auf eine logische 1. Unmittelbar nach dem Zeitpunkt T4 erzeugen der Flip-Flop FFl und der Flip-Flop FF3 beide eine
logische 0. Das Gatter erzeugt eine logische 0, die auf eine logische 1 umgekehrt wird. Anschließende Änderungen der binären
Impulse werden in einer ähnlichen Weise bewirkt. Daher wird der in der Wellenform nach Figur ll(b) dargestellte
Zweiphasen-Eingang in binäre Impulse umgewandelt, wie sie in der Wellenform der Figur ll(f) dargestellt sind.
Obwohl die Konverter-Schaltung nach Figur 10 relativ einfach ist, wird die Genauigkeit der übermittelten binären
oder digitalen Daten in starkem Maße vergrößert, wenn dieser Konverter in einer Auswahl-Anordnung verwendet wird, wie
sie in dieser Vorrichtung zur Funktionssteuerung benutzt wird. Die Genauigkeit der übermittelten Daten wird besonders
stark vergrößert, weim der Übertragungsweg Häuschen
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oder Fading enthält, wie dies in dem Hochfrequenz-Spektrum einer beweglichen Station auf dem Lande der Fall ist.
Nachstehend wird der Codierer nach Figur 12 beschrieben. Der Codierer 11 für die Feststation soll die Befehle vom
Rechner 10 empfangen und ein herausgehendes Nachrichten-Format erzeugen, wie es beispielsweise in Figur 4 gezeigt ist. In
ähnlicher Weise empfängt der Codierer 11 für die mobile Station Defehle von der Steuerung 10 und erzeugt ein Format
für die hereinkommende Nachricht, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. Solche Codierer können eine der zahlreichen bekannten
Formen besitzen, welche im allgemeinen die erforderlichen Impuls-Sequenzen und Takt-Sequenzen zur Erzeugung
dieser Formate liefern. Die Figur 12 zeigt ein relativ einfaches Schaltbild eines solchen Codierers. Die Befehle von
dem Rechner oder der Steuerung 10 werden einem geeigneten Speicher 65 zugeführt, welcher den Befehl während der benötigten
Zeitdauer speichert. Ein Paritäts-Generator 66 ist mit dem Speicher 65 verbunden und erzeugt auf der Basis der
gespeicherten Funktion die erforderliche Sequenz für die vier Paritäts-Bits, die nach den acht Nachrichtenbits geliefert
werden. Der Speicher 65 bewirkt auch, daß ein Funktions-Generator 67 die erforderliche Sequenz von acht Nachrichtenbits
erzeugt. Dann erzeugt ein Präambel-Synchronisationsgenerator 68 die Präambel-Bits für eintreffende Nachrichten
und erzeugt die Synchronisations-Bits und die umgekehrten Synchronisations-Bits sowohl für hereinkommende als
für herausgehende Nachrichten. Die Ausgangssignale von dem
Paritätsgenerator 66, dem Funktionsgenerator 67 und dem Präambel-Synchronisationsgenerator
68 verden in einer Sequenzschaltung 69 in der richtigen Sequenz und unter Taktsteuerung
entweder durch den festen Taktgeber der Feststation oder unter Steuerung durch den Taktgeber der mobilen Station
kombiniert, wobei der letztere Taktgeber gemäß den herausgehenden
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Nachrichten korrigiert wird. Selbstverständlich ergibt die Taktsteuerung die richtige Bit-Geschwindigkeit oder Bit-Frequenz,
nämlich 1111 Impulse pro Sekunde für herausgehende Nachrichten und l666 Bit pro Sekunde für hereinkommende
Nachrichten. Die Sequenzschaltung 69 ergibt auch die erforderliche Wiederholung der Funktionsworte, nämlich der
Adresse 1, der Adresse I1, der Befehlsworte und der Antwort
Die auf diese Weise erzeugte Impuls-Sequenz wird dem Modem zur Übertragung zugeführt.
Nachstehend wird der Decodierer beschrieben. In Figur 13 wird ein Schaltbild eines Decodierers 14 gezeigt, der sowohl
mit der Feststation der Figur 8 als auch mit der beweglichen Station der Figur 9 verwendet werden kann. Dieser Decodierer
erhält die Binärimpulse von dem Modem-Schieberegister an einem Funktionswort-Gatter 72, das nur die Funktionsworte
von dem Schieberegister zu einem 36-Bit-Schieberegister 73 durchläßt. In der Feststation sperrt das Gatter 72 die Präambel-Bits.
Sowohl in der Feststation als auch in den beweglichen Stationen sperrt das Gatter 72 die Synchronisations-Bits.
Die vom Gatter 72 durchgelassenen Impulse werden einem 36-Bit-Schieberegister 73 zugeführt. Das Schieberegister
73 muß nicht tatsächlich 36 Bits enthalten; es wird
jedoch zwecks Vereinfachung der Erklärung als ein 36-Bit-Register beschrieben. Entsprechende Bits von jedem 12-Bit-Wort
einer Funktionsadresse oder eines Befehls werden durch eine Wahlschaltung 74 ausgewählt. Dieser Auswahlvorgang wird
dadurch erhalten, daß die Bits 1, 13 und 25 aus dem Schieberegister 73 entnommen werden, so daß beim Einschieben der
Bits in das Register und beim Durchschieben durch das Register 73 eine Auswahl an den entsprechenden Bits (die durch
12 dazwischenliegende Bits getrennt sind) vorgenommen wird. Die Wahl schaltung lh wühlt die Majorität oder Mehrheit aus,
nämlich zwei von drei Bits der an den Ausgängen 1, 13 und 25
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des Registers 73 vorhandenen. Bits, und liefert das sich aus
der Majoritätswahl ergebende Bit an ein weiteres 12-Bit-Schieberegister
75· Das Register 75 speichert die ausgewählten 12 Bits ι so dall eine logische Korrekturschaltung
die 8 Nachrichten-Bits in Beziehung zu den vier Paritäts-Bits betrachten kann und die gegebenenfalls erforderliche
Bit-Korrektur vornehmen kann. Nach der Ausführung dieser Korrektur werden die Paritätsbits beseitigt, und die acht
Nachrichten-Bits können entweder parallel oder in Reihe dem Rechner oder der Steuerung 10 zugeführt werden. Wenn von dem
Rechner oder der Steuerung 10 die richtige Adresse empfangen wird, dann liefert der Rechner oder die Steuerung 10 die
notwendige Funktion, wie sie jeweils durch den Befehlsteil der Nachricht bestimmt ist. In der mobilen Station kann diese
Funktion einer Rückübermittlung der Adresse der gegebenen mobilen Station zusammen mit der Antwort auf den Befehl beinhalten.
Es können jedoch gewünschtenfalls auch andere
Eigenschaften oder Funktionen vorgesehen werden.
Wie bereits erwähnt, muß das Schieberegister 73 nicht unbedingt
36 Bits speichern. Es kann vielmehr nur 24 Bits speichern
und in diesem Falle werden die ersten und dreizehnten Bits verglichen und an ihnen und an den hereinkommenden
Bits eine Auswahl vorgenommen, wobei das letztere Bit das 25· Bit wäre. Hierdurch wird ein Satz von 12-Bit-Registern
beseitigt. Dies ist jedoch für einen Fachmann ersichtlich, so daß die verschiedenartigsten Anordnungen benutzt werden
können.
Aus dem Vorstellenden ist ersichtlich, datJ eine neuartige
und verbesserte Vorrichtung zur Funktionssteuerung geschaffen wird, die besonders brauchbar und geeignet für Funksprechverb
indungssys tcme (Funk-Nachr ich teniiber tragungs systeme)
ist. Die Vorrichtung ergibt die Schnelligkeit und
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6 0 9 8 4 8/0845
Vielseitigkeit der modernen binären digitalen Verfahren und
ist außerdem zuverlässig und genau, obwohl sie unter den relativ strengen und mit Rauschen behafteten Bedingungen
der Funk-Nachrichtenübertragung verwendet wird. Vorstehend wurden bestimmte Ausführungsformen dargestellt. Der Fachmann
auf dem Gebiete der digitalen Technik und der logischen Schaltungen wird jedoch erkennen, daß jedoch an verschiedenen
Kombinationen oder der gesamten Vorrichtung Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dall durch eine solche Veränderung
an den gezeigten Ausführungsformen der Umfang der Erfindung überschritten wird.
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60384870645
Claims (21)
1.), Funksprechverbindungssystem mit einem ersten, an einem
ersten Ort befindlichen Sender und Empfänger und einem zweiten Sender und Empfänger an einem zweiten Ort zur
Ausführung einer Nachrichtenübertragung durch binäre Signalsequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß es
Einrichtungen zur Erzeugung verschiedener binärer Geschwindigkeiten oder Impuls-Frequenzen in den beiden
Richtungen der Nachrichtenübertragung enthält.
2.) Funksprechverbindungssystem nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Sender und Empfänger Teile einer Gruppe sind und die für die Übermittlung
von Nachrichten von Teilen dieser Gruppe zu dem ersten Empfänger verwendete Bit-Geschwindigkeit größer
ist, als die für die Übertragung von Nachrichten von dem ersten Sender zu den Empfängern der Gruppe verwendete
Bit-Geschwindigkeit.
3.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung für ein System nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sie enthält:
a. Einrichtungen zur Verwendung mit dem ersten Sender zur Erzeugung von abgehenden (herausgehenden) Nachrichten,
die eine Sequenz der binären Bits mit einer ersten Bit-Geschwindigkeit (Bit-Frequenz) enthalten,
wobei jede abgehende Nachricht enthält: ein erstes Synchronisations-Wort von S-Bits, wobei S eine ganze
Zahl größer als 2 ist, ein erstes Adressenwort, ein zweites Synchronisations-Wort, das die binäre Umkehrung
des ersten Synchronisations-Wortes ist, ein zweites Adressenwort, ein drittes Synchronisations-Wort
als binäre Umkehrung des ersten Synchronisations-Wortes und ein Befehlswort,
b. Vorrichtungen in Verbindung mit dem ersten Empfänger zur Abzweigung (Ableitung) einer eintreffenden Nachricht,
die eine Sequenz von binären Bits mit einer
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809848/0645
zweiten Bit-Geschwindigkeit enthält, die größer ist als die Bit-Geschwindigkeit der Bits der abgehenden
Nachricht, wobei jede eintreffende kommende Nachricht enthält: eine Präambel zur Bit-Synchronisation,
das genannte erste Synchronisations-Wort mit S Bits, das erste Adressenwort, das zweite Synchronisationswort, das zweite Adressenwort, das dritte Synchronisationswort
und ein Antwort-Wort,
c. eine mit der Einrichtung zur Abzweigung von Signalen
verbundene Synchronisationseinrichtung zur Feststellung der binären Werte jeder Gruppe von N Bits
mit gleichem Abstand in diesem ersten Synchronisationswort der eintreffenden Nachricht, wobei N eine
ganze Zahl größer als 2 und S/N eine ganze Zahl größer als O ist, und weiterhin eine Generatoreinrichtung
zur Erzeugung eines Bits vorgesehen χΒ\-
das den binären Wert der Majorität der N Bits jeder dieser Gruppe darstellt, sowie Einrichtungen
zur Erzeugung eines Signals " In Synchronisation", wenn diese repräsentativen Bits eine vorgegebene
Sequenz von binären Werten enthalten,
d. eine mit der Synchronisationseinrichtung verbundene Auswertungseinrichtung zur Auswertung der abgezweigten
eintreffenden Nachricht bei Vorhandensein des Signals " In Synchronisation ".
4.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Synchronisationsworte 9 Bits enthält und die N Bits des ersten Synchronisationswortes
der eintreffenden Nachricht 3 Bits mit 2 dazwischen mit Abstand eingefügton Bits umfassen.
5.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bit-Geschwindigkeit
das Eineinhalbfache der ersten Bit-Geschwindigkeit beträgt.
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6.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Synchronisationsworte in allen Nachrichten neun Bits mit den binären
Werten 011100100 enthält, wobei repräsentative Bits aus den normalen ersten bis dritten Bits dieser neun Bits
und den umgekehrten vierten bis neunten Bits dieser neun Bits erzeugt werden und die vorgegebene Sequenz
der binären Werte 011 ist.
7.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anstruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bit-Geschwindigkeit
das Eineinhalbfache der ersten Bit-Geschwindigkeit beträgt.
8.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Nachricht jedes
der ersten Synchronisationsworte neun Bits mit dem binären Wert OlllOOlOO umfaßt, wobei repräsentative
Bits aus den umgekehrten (invertierten) ersten bis dritten Bits der neun Bits und aus den normalen vierten
bis neunten Bits der neun Bits erzeugt werden und die vorgegebene Sequenz von binären Werten 100 ist.
9.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bit-Geschwindigkeit das Eineinhalbfache der ersten Bit-Geschwindigkeit
beträgt.
10.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 3, ■ dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Nachricht jedes
der ersten Synchronisationsworte neun Bits mit den binären Werten 001001110 umfaßt, wobei repräsentative
Bits aus den normalen ersten bis sechsten Bits der neun Bits und aus den umgekehrten siebten bis neunten
Bits der neun Bits erzeugt werden und die vorgegebene Sequenz von binären Werten 001 ist.
609848/0645 - 42 -
11.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch ΙΟ,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bit-Geschwindigkeit das Eineinhalbfache der ersten Bit-Geschwindigkeit
beträgt.
12.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Nachricht jedes
der ersten Synchronisationsworte neun Bits mit den binären Werten OOlOOlllO umfaßt, wobei repräsentative
Bits aus den umgekehrten Werten der ersten bis echsten Bits der neun Bits und aus den normalen siebten bis
neunten Bits der neun Bits erzeugt werden und die vorgegebene Sequenz der binären Werte 110 ist.
13.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bit-Geschwindigkeit
das Eineinhalbfache der ersten Bit-Geschwindigkeit
beträgt.
14.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung für ein System nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
sie enthält:
a) Einrichtungen zur Verwendung mit dem ersten Sender
zur Erzeugung von abgehenden Nachrichten, die eine Sequenz binärer Bits mit einer ersten Bit-Geschwindigkeit
oder Bit-Frequenz enthalten, wobei jede abgehende Nachricht enthält: ein erstes Synchronisations-Wort
von S Bits, wobei S eine ganze Zahl größer als 2 ist, ein erstes Adressenwort, ein
zweites Synchronisations-Wort, das die binäre Umkehrung des ersten Sychronisations-Wortes ist, ein zweites
Adressenwort, ein' drittes Synchronisationswort als binäre Umkehrung des ersten Synchronisationswortes
und ein Befehlswort,
b. Eine mit der Abzweigeinrichtung verbundene Synchronisationseinrichtung
zur Erzeugung eines Signals
609848/0645
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" In Synchronisation ", wenn das erste Synchronisationswort
und das zweite Synchronisationswort beide eine bestimmte Sequenz von binären Werten enthalten,
und zur Erzeugung eines Signals " Ausser Synchronisation ", wenn eine bestimmte Zahl von aufeinanderfolgenden
Synchronisationsworten alle eine Sequenz von binären Werten enthalten, die sich von ihrer
bestimmten, vorgegebenen Sequenz von binären Werten unterscheidet,
c. eine mit der Synchronisationseinrichtung verbundene Vorrichtung zur Verwendung mit dem zweiten Sender
zwecks Erzeugung einer eintreffenden Nachricht mit einer Sequenz von Bits mit einer zweiten Geschwindigkeit,
die größer ist als die erste Geschwindigkeit, wenn das Signal " In Synchronisation " vorhanden
ist und das erste und zweite Adressenwort eine vorbestimmte Sequenz von binären Werten besitzen, wobei
die eintreffende Nachricht enthält: eine Präamtel
zur Synchronisation, das erste Synchronisationswort, das erste Adressenwort, das zweite Synchronisationswort, das zweite Adressenwort, das dritte Synchronisationswort
und ein Antwort-Wort.
15.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Signal " Ausser Synchronisation " erzeugt wird, wenn mindestens fünf
aufeinanderfolgende Synchronisationsworte jeweils eine Sequenz von binären Werten besitzen, die von der vorbestimmten
Sequenz der binären Werte verschieden ist.
16.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Synchronisationswort jeder Nachricht eine Sequenz von Bits mit den
binären Werten 011100100 enthält.
17.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 15,
609848/0845 "44 "
dadurch gekennzeichnet, daß das erste Synchronisationswort jeder Nachricht eine Sequenz von Bits mit den
binären Werten 001001110 enthält.
18.) Funksprechverbindungssystem nach Anspruch 1 oder 2
bei dem der erste Sender und Empfänger eine Feststation bilden und der zweite Sender und Empfänger eine mobile
Station bilden, einschließlich einer Vorrichtung zur Funktionsteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß sie
enthält:
a. Einrichtungen zur Verwendung mit dem ersten Sender der Feststation zur Erzeugung von abgehenden Nachrichten,
die eine Sequenz der binärer Bits mit einer ersten Bit-Geschwindigkeit oder Bit-Frequenz
enthalten, wobei jede abgehende Nachricht enthält: ein erstes Synchronisations-Wort von S Bits, wobei
S eine ganze Zahl größer als 2 ist, ein erstes Adressenwort, ein zweites Synchronisations-Wort,
das die binäre Umkehrung des ersten Synchronisations-Wortes ist, ein zweites Adressenwort, ein drittes
Synchronisations-Wort als binäre Umkehrung des ersten Synchronisations-Wortes und ein Befehlswort,
b. Einrichtungen in Verbindung mit dem Empfänger der Feststation zur Abzweigung einer eintreffenden
Nachricht, die eine Sequenz von binären Bits mit einer zweiten Bit-Geschwindigkeit enthällt, die
größer ist als die Bit-Geschwindigkeit der Bits der abgehenden Nachricht, wobei jede eintreffende
Nachricht enthält: eine Präambel zur Synchronisation, das erste Synchronisations-Wort mit S Bits, das
erste Adressenwort, das zweite Synchronisationswort, das zweite Adrr-ssenwort, das dritte Synchronisationswort und ein Antwort-Wort,
c. eine mit der Einrichtung zur Abzweigungcvon Signalen
verbundene Synchronisationseinrichtung zur Feststellung der binären Werte jeder Gruppe von N Bits
mit gleichem Abstand in diesem ersten Synchronisa-
609848/0845
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tionswort der eintreffenden Nachricht, wobei N eine ganze Zahl größer als 2 und die Größe S/N eine
ganze Zahl größer als 0 ist, und zur Erzeugung eines Bitjdas den binären Majoritätswert der N Bits jeder
dieser Gruppen darstellt, sowie zur Erzeugung eines Signals " In Synchronisation ", wenn diese repräsentativen
Bits eine vorgegebene Sequenz von binären Werten enthalten,
d. eine mit der Synchronisationseinrichtung verbundene Auswertungseinrichtung zur Auswertung der abgezweigten eintreffenden Nachricht bei Vorhandensein des
Signals " In Synchronisation ",
e. eine Abzweigungseinrichtung für die abgehende Nachricht zur Verwendung mit dem mobilen Empfänger,
f. eine mit der Abzweigungseinrichtung des mobilen Empfängers verbundene Synchronisationsvorrichtung
zur Erzeugung des Signals " In Synchronisation ", wenn das erste Synchronisationswort und das zweite
Synchronisations-Wort der abgehenden Nachricht beide eine jeweils vorbestimmten Sequenz von binären Werten
enthalten, und zur Erzeugung eines Signals " Ausser Synchronisation ", wenn eine bestimmte
Anzahl von aufeinanderfolgenden Synchronisationsworten in den abgehenden Nachrichten in jedem Wort
eine entsprechende bestimmte Sequenz von binären Werten enthalten, die von der entsprechenden vorbestimmten
Sequenz von binären Werten verschieden ist,
g. und eine mit der Synchronisationsvorrichtung des mobilen Empfängers verbundene Einrichtung zur Erzeugung
der genannten eintreffenden Nachricht, wenn das Signal " In Sychronisation " vorhanden ist und die
ersten und zweiten Adressenworte einer eintreffenden
Nachricht eine vorbestimmte Sequenz von binären Werten enthalten.
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19.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Synchronisationsworte 9 Bits enthält und die N Bits des ersten Synchronisationswortes
der eintreffenden Nachricht 3 Bits mit 2 dazwischen mit Abstand eingefügten Bits umfassen.
20.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Synchronisationsworte in allen Nachrichten neun Bits mit den binären
Werten 011100100 enthält, wobei repräsentativen Bits aus den normalen ersten bis dritten Bits dieser neun
Bits und den umgekehrten vierten bis neunten Bits dieser neun Bits erzeugt werden und die vorgegebene
Sequenz der binären Werte 011 ist.
21.) Vorrichtung zur Funktionssteuerung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Bit-Geschwindigkeit
das Eineinhalbfache der ersten Bit-Geschwindigkeit beträgt.
609348/0645
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