CH632362A5 - Funknachrichtenuebertragungsverfahren mit frequenz- und/oder phasenmodulation. - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Funk- ten Nachrichteninhalt zu beseitigen. Als Ersatz hierfür kann

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dann ein möglichst ungestörtes Signal, das in irgendeiner Weise., z. B. durch Rückanfoderung, in redundanter Form beschafft wird, gesetzt werden. Signale, die bei der ersten Nachrichtenübertragung unverfälscht vorliegen und die Ersetzten werden dann in einem Addierer zeitlich richtig wieder zusammengesetzt und einer Ausgangsschaltung im Empfänger zugeführt.

Die einfachste Art Redundanz kann dadurch geschaffen werden, dass auf einem oder mehreren simultanen Übertragungswegen die Nachricht gleichzeitig übertragen wird. Durch analog dem Obigen durchgeführten Ersatz von gestörten Abschnitten, kann so auf noch relativ einfache, vertretbare Weise eine extrem sichere Nachrichtenübertragung durchgeführt werden. Die gilt sowohl für analoge Signale als auch insbesondere für die bereits oben erwähnten digitalisiert vorliegenden N achrichten.

Die Redundanz kann auch durch zeitlich versetzte Mehrfachübertragung des gleichen Signals, d. h. durch blockweise Übertragung geschaffen werden.

Die blockweise Übertragung kann dabei durch Doppeloder Mehrfachübertragung des gleichen Signals in unmittelbar aneinandergereihten, zeitgerafften Blöcken geschehen. Dadurch wird zwar bei einem Übertragungssystem die Bitzahl wegen der sendeseitigen Komprimierung erhöht, jedoch fällt dies gegenüber der gewonnenen Sicherheit keineswegs ins Gewicht.

Die Redundanz kann schliesslich dadurch gewonnen werden, dass eine Rückmeldung über die gestörten Nachrichtenabschnitte von der Empfängerseite zur Senderseite erfolgt und damit eine Anforderung an die Sendeseite, diese Abschnitte gezielt zu wiederholen. Von dieser Methode kann auch mehrfach Gebrauch gemacht werden. Auf der Empfangsseite werden dann im gespeicherten Nachrichtensignal diese dort ausgetasteten Stellen durch die wiederholt übertragenen und empfangenen Nachrichten ersetzt.

Man kann auch eine Systemorganisation vorsehen, die eine Kombination von solchen Möglichkeiten vorsieht, um eine über bestimmte, grössere Zeitabschnitte auftretende Störungsform zu beseitigen. So kann z. B. speziell für eine Langzeitstörung ein Simultanübertragungsweg eingeschaltet oder ein Radiofrequenzwechsel, von einer Logik gesteuert, vorgenommen werden. Jedenfalls lassen sich die Störungen von der Empfangsseite her beurteilen und von dort aus erfolgt auch über Nebeneinrichtungen zur Störerkennungseinrichtung die Steuerung.

Die Fig. 3 zeigt ein Schema für die Zusammenfügung von gestörten und ungestörten Signalen, wenn die Methode der Doppelübertragung von Nachrichtenblöcken vorgesehen wird. Dabei sind in der obersten Zeile mit B1 und B4 vier Nachrichtenblöcke wie sie am Systemeingang vorliegen dargestellt. Zweckmässig ist natürlich die Aufteilung in gleich lange Blöcke, obwohl auch eine Übertragungsform mit unterschiedlich langen Blöcken denkbar ist. Diese Blöcke werden nun durch Speicherung und Zeitraffung in die Blöcke 1,2,3,4 umgeformt. Es findet also hier eine Erhöhung der Bitrate zum Zwecke der doppelten Übertragung statt. Es wird bei dieser Organisationsform schliesslich laut Zeile 3 nach jedem Block der vorhergehende Block wiederholt. Auf den Block 1 folgt also der wiederholte Block O', dann folgt ein Synchronisiersignal, das durch Strichelung gekennzeichnet ist, dann folgt Block 2, auf den sich wieder eine Wiederholung des Blocks 1 in Form von 1 ' anschliesst, dann ein Synchronisiersignal usw. In der Zeile 4 ist schliesslich eine Schaltfunktion einer Störquelle, die in den Funkweg eingreift, dargestellt. Die Störungen sollen dort in der angekreuzten Form auch Dauer und Reihenfolge gegeben sein.

Da die Störfunktion die Nachrichten unlesbar macht, werden laut Vorschlag die entsprechenden Stellen im Empfangssignal zweckmässiger Weise gelöscht. Übrig bleibt dann ein Signal, wie es in Zeile 5 dargestellt ist. So ist z. B. vom Block 1 nur der entsprechend angedeutete Abschnitt übrig geblieben usw. Da vom zweitübertragenen Signal 1' das Ende des Blocks 5 jedoch lesbar ist, kann man im Signaladdierer, wie durch die Pfeile angedeutet, die Signale 0,1,2 usw. wieder aus den Teilen der Originalnachrichten und der redundanten Nachrichten zusammensetzen (Zeile 6). Empfängerseitig erfolgt dann schliesslich wieder eine Dehnung auf den ursprünglichen io Signalinhalt, so dass die Blöcke 0,1,2 usw., wie in Zeile 7 angedeutet, am Ausgang des Systems wieder ungestört erscheinen. Wie die einzelnen «gesunden Daten» im Addierer zusammengefügt werden, ist eine Sache der Schaltfunktion des Addierers und braucht hier nicht näher erläutert werden. Mit SV ist die 15 Systemverzögerung andeutet.

In der Fig. 4 ist schiieslich ein Blockschaltbild für ein solches Nachrichtenübertragungsystem dargestellt. Die dem Eingang des Senders E vorliegenden Nachrichten, vorzugsweise in Form von digitalen Signalen, werden zunächst einem Sende-20 Speicher SSP zugeführt. Im Sendespeicher erfolgt die Datenkomprimierung dadurch, dass sie mit etwa mehr als der doppelten Geschwindigkeit (Zeile 2, Fig. 3) gelesen werden. Dadurch können die Daten doppelt und zusätzliche Synchroninformationen übertragen werden. Diese Daten werden dann in Form 25 einer Frequenzmodulation dem Sender S zugeführt. Sie gelangen über das angedeutete Funkfeld zusammen mit Störsignalen auf den Empfänger R. Am Ausgang des ZF-Teiles (ZF) werden die Daten wie üblich einem Begrenzer und einem Demodulator BG und DE zugeführt. Die demodulierte Nachricht, die natür-30 lieh auch die gestörten Signale enthält, wird schliesslich einem Empfangsspeicher für Nutzsignaler NSP zugeführt.

Parallel zu der vorgeschilderten Einheit wird das ZF-Signal einer Störerkennungseinrichtung STE zugeführt. Diese Störerkennungseinrichtung STE richtet sich nach den Verhältnissen 35 Feldstärke-Spannung (Fig. 1 ) und ZF-Spannung (Fig. 2), damit erkennbar ist, was eine durch die Empfängerregelung ausgleichbare Feldstärkeschwankung und was eine Störspannung ist. Ihr nachgeschaltet ist ein Störungsspeicher STSP, der in gleicher Art wie der Datenspeicher für den gleichen Gesamt-40 Zeitabschnitt den Verlauf der Störungen im Signal gemäss Zeile 4, in der Fig. 3 festhält. Durch die Daten des Störungsspeichers werden dann die Daten im eigentlichen Datenspeicher NSP an den unbrauchbaren Stellen gelöscht. Eine Additionsvorrichtung in diesem Datenspeicher sorgt anschliesssend dafür, dass 45 die guten Nachrichtenübertragungsteile wieder in richtiger Folge, wie in Zeilen 5 bis 7 der Fig. 3 dargestellt, zusammengesetzt werden. Danach kann für digitale Daten, wie durch die gestrichelte Linie am Ausgang des Datenspeichers angedeutet, in einem nachgeschalteten Regenerator die eigentliche Signaiso rückgewinnung und Weiterverarbeitung z. B. Entschlüsselung vorgenommen werden.

Figur 5 zeigt in einem weiteren Blockschaltbild nähere Einzelheiten der Blöcke Störerkenungseinrichtung STE, Störungsspeicher STSP und Datenspeicher NSP nach Fig. 4. 55 Die Störerkennungseinrichtung STE besteht eingangsseitig aus dem Gleichrichter GL, dem die Kombination aus der Parallelschaltung des Kondensators C mit dem Widerstand R gegen Bezugspotential folgt. Weiterhin ist der Gleichrichter GL aus-gangsseitig mit dem einen Eingang der Schwellwertschaltung 60 S W verbunden, an derem anderen Eingang die Referenzspannung Ur anliegt. Sobald die eingangsseitige, am Ausgang des ZF-Verstärkers abgenommene Signalspannung die Referenzspannung Ur überschreitet und damit eine Störung signalisiert, tritt am Ausgang der Schwellwertschaltung SW eine Spannung 65 auf, die im Rhythmus des Bittaktes T in den aus dem Schieberegister SR2 bestehenden Störungsspeichers STSP eingespeichert wird. Das Schieberegister SR2 ist für die Aufnahme mehrerer Blöcke entsprechend Fig. 3 ausgelegt und weist n

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Abgriffe auf, deren gegenseitiger Abstand durch die Bitzahl eines Blocks festgelegt ist.

Der Datenspeicher NSP weist auf Seiten der Signaleingangsseite ebenfalls ein Schieberregister SRI auf, das entsprechend dem Schieberregister SR2 ausgelegt ist und ebenfalls n Abgriffe aufweist, deren gegenseitiger Abstand durch die Blocklänge bestimmt ist. Die Abgriffe 1,2,... n des Schieberregisters SRI sind über Schalter sl, s2... sn mit dem Speicherausgang verbunden, dem nach Fig. 4 der Regenerator RG nachgeschaltet ist. Die Schalter sl, s2... sn werden über eine entsprechende Anzahl von Ausgängen der Programmsteuerung PST gesteuert, die die Störungsinformation vom Störungsspeicher STSP über eine entsprechende Anzahl von Eingängen 1,2,... n empfängt. Die beiden Schieberegister SRI, SR2 sowie die Programmsteuerung PST werden ihrerseits vom Bittakt T gemeinsam gesteuert.

Die Programmsteuerung PST kann in einfacher Weise ein üblicher Mikroprozessor sein, dessen Programm so festgelegt 5 ist, dass er die in Fig. 3 erläuterte Addition gesunden Daten aus zwei gleichen Datenblöcken unter Eliminierung der erkannten gestörten Daten durchführt. Die Programmsteuerung wird hierzu jeweils zwei Abgriffe des Schieberegisters SR2, an denen die Stördaten von Datenblöcken mit gleichem Inhalt auf-io treten, abfragen und in Abhängigkeit der über das Schieberegister SR2 gemeldeten Störungen eine Umschaltung der entsprechenden Schalter an den Abgriffen des Schieberegisters SRI entsprechend Fig. 3 vornehmen.

Das System bietet so auf einfache Weise und ohne grossen 15 Aufwand eine gesicherte Nachrichten-und Datenübertragung.

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

632362 2 PATENTANSPRÜCHE nachrichtenübertragungssystem der einleitend gekannten Art

1, dadurch gekennzeichnet, dass die Redundanz durch einen Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist eine gesicherte oder mehrere simultane Übertragungswege geschaffen wird. Daten- und Nachrichtenübertragung ohne den sonst erforderli-

1 .Funknachrichtenübertragungsverfahren, bei dem die eine Möglichkeit anzugeben, hohe Anforderungen an den

Nachrichten sendeseitig mittels Frequenz- und/oder Phasen- unverfälschten Empfang des übertragenen Signals zu gewähr-modulation einem Radiofrequenzträger aufgeprägt und zur leisten, ohne dafür eine erhebliche Erhöhung des Systemauf-Empfangsseite übertragen werden und bei dem empfangsseitig 5 wands in Kauf nehmen zu müssen.

in einer Störerkennungseinrichtung im Zusammenwirken mit Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst,

Schaltmitteln gestörte Signalabschnitte im empfangsseitigen dass die empfangsseitige Störerkennungseinrichtung die im Signalfluss durch redundante ungestörte Signalanteile ersetzt Zwischenfrequenzsignal im Störungsfall auftretende Amplitu-werden, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangsseitige denmodulation erkennt und bezogen auf die übertragenen Störerkennungseinrichtung (STE) die im Zwischenfrequenzsig-10 Nachrichten zeitlich festhält und speichert, und dass diese feh-nal im Störungsfall auftretende Amplitudenmodulation erkennt lerhaft erkannten Signalabschnitte durch in redundanter Form und bezogen auf die übertragenen Nachrichten zeitlich festhält geschaffene ungestörte Signalabschnitte identischen Inhalts und speichert, und dass diese fehlerhaft erkannten Signalab- ersetzt werden.

schnitte durch in redundanter Form geschaffene ungestörte Die Redundanz wird zweckmässig dadurch geschaffen,

Signalabschnitte identischen Inhalts ersetzt werden. 's dass das Funksystem gemäss den Ansprüchen 2 bis 5 organi-

2. Funknachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch siert wird.

3. Funknachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch chen erheblichen Systemaufwand und ohne wesentlichen 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Redundanz durch zeitlich 20 zusätzlichen Zeitaufwand durchführbar.

versetzte Mehrfach-Übertragung des gleichen Signalabschnitts Nachstehend wird die Erfindung anhand von Figuren bei-bzw. Signalblocks geschaffen wird. spielsweise näher erläutert.

4. Funknachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch Die Fig. 1 zeigt den Verlauf der Feldstärkespannung bei auf-1, dadurch gekennzeichnet, dass die Redundanz dadurch tretenden Störungen,

geschaffen wird, dass eine Rückmeldung über die gestörten 25 die Fig. 2 zeigt einen Verlauf der Zwischenfrequenzspan-Nachrichten von der Empfängerseite zur Sendeseite erfolgt nung bei dieser Störung,

und von dort aus eine nochmalige Aussendung der gezielt ange- die Fig. 3 zeigt anhand eines Diagramms eine Möglichkeit sprochenen gestörten Signalabschnitte vorgenommen wird. zur Beseitigung von Störungen,

5. Funknachrichtenübertragungsverfahren nach Anspruch die Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild für eine Sende- und Emp-1, dadurch gekennzeichnet, dass bei auftretenden Langzeitstö- 30 fangseinrichtung, die mit der erfindungsgemässen Störungsbe-rungen die Redundanz, gesteuert von der Störerkennungsein- seitigung ausgerüstet ist.

richtung, durch einen Simultanübertragungsweg oder durch Bei Auftreten von Störungen in einem Funknachrichten-

Radiofrequenzwechsel vorgenommen wird. Übertragungssystem mit frequenz- und/oder phasenmodulier ten Träger tritt auf der Empfangsseite eine Feldstärkeschwan-35 kung auf, wie sie beispielsweise in der Fig. 1 für einen Störungs-

fall aufgetreten ist. Das ansonsten amplitudenkonstante

(Amplitude U) Radiofrequenzsignal nimmt auch schon bei geringen Feldstärkeunterschieden zwischen Nutzsignal und Die Erfindung bezieht sich auf ein Funknachrichtenübertra- Störsignal erheblich zu. Die Fig. 2 zeigt den zugehörigen gungsverfahren, bei dem die Nachrichten sendeseitig mittels 40 Amplitudenverlauf einer Zwischenfrequenzspannung im Emp-Frequenz- und/oder Phasenmodulation einem Radiofrequenz- fangsteil eines Überlagerungsempfängers. Diese Amplitudenträger aufgeprägt und zur Empfangsseite übertragen werden Schwankungen rufen im Signal Verfälschungen hervor, die und bei dem empfangsseitig in einer Störerkennungseinrich- auch durch einen nachgeschalteten Begrenzer und FM-Demo-tung im Zusammenwirken mit Schaltmitteln gestörte Signalab- dulator nicht mehr beseitigt werden können. Besonders trifft schnitte im empfangsseitigen Signalfluss durch redundante 45 dies für die Übertragung von digitalisierten Nachrichten zu, ungestörte Signalanteile ersetzt werden. also Nachrichten die vor der Modulation in Form von PCM,

Funknachrichtenübertragungsverfahren dieser Art sind PDM oder irgendwie verschlüsselt angeliefert sind. Besonders beispielsweise durch die DE-AS 11 07 186 bekannt. Hier wird es empfindlich reagiert das System auf Pulsstörungen, wie sie in mit Hilfe eines zweiten empfangsseitigen Signalweges mit Form von Störbursts, die von irgendeiner Seite gewollt den einem Verzögerungsglied möglich, bei auftretenden kurzzeiti- so Nachrichtenverkehr stören sollten, so dass eine gesicherte gen Störungen die Störung im normalen empfangsseitigen Datenübertragung nicht mehr möglich ist. Lösungen, die eine

Signalfluss zu unterdrücken und durch redundante Anteile des grosse Redundanz, z. B. zehnfache Nachrichtenübertragung empfangenen zeitverzögerten Signals im zweiten Signalweg zu vorsieht, erfordern einen hohen System- und auch Zeitaufwand, ersetzen. Ein solches Verfahren ist möglich, wenn das übertra- Wie oben dargestellt, hat nun der Funkweg eine einfache gene Signal, beispielsweise ein Sprach- oder Musiksignal, eine 55 Möglichkeit zur Erkennung von Störungen, da im FM- bzw. ausreichende Redundanz aufweist, und die durch den Ersatz PM-Signal in jedem Fall eine mehr oder weniger grosse Ampli-der Störung verursachte Verfälschung des ungestörten Signals tudenmodulation auftritt. Es wird daher vorgeschlagen, auf der eine Verbesserung gegenüber dem ansonsten vorhandenen Empfangsseite eine Störerkennungseinrichtung vorzusehen, Störeindruck mit sich bringt. die die im Zwischenfrequenzsignal des Empfängers im Stö-

Wesentlich schwieriger gestaltet sich eine Störkompensa- eo rungsfall auftretende Amplitudenmodulation erkennt und den tion der geschilderten Art dann, wenn an die Fehlerfreiheit des Zeitpunkt und die Dauer im Verlauf des ankommenden Signals empfangenen Signals sehr hohe Anforderungen gestellt wer- festhält und speichert. Man erhält so über einen Zeitraum, der den müssen, so dass selbst bei einer in einem gewissen Masse durch die üblicherweise auftretenden Störungen festlegbar ist, vorhandenen Redundanz des empfangenen Signals seine Stör- ein Kriterium dafür, wann im Nachrichtenstrom und wie lange befreiung nicht durch Ersatz der gestörten Anteile durch 65 ein Signalabschnitt mit grosser Wahrscheinlichkeit unlesbar redundante bereits übertragene Anteile des Signals herbeige- oder zumindest verfälscht ist. Es ist also vorteilhaft, diese führt werden kann. so wieso nicht mehr gesicherte N achricht aus dem gespeicher-