DE3327160C2

DE3327160C2 - Funksystem zur Übertragung von Nachrichten zwischen beweglichen Stationen und linienförmig angeordneten, zu n Gruppen zusammengefaßten Funkstationen

Info

Publication number: DE3327160C2
Application number: DE19833327160
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 7900 Ulm Eichler
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: AEG Mobile Communication GmbH
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1983-07-28
Publication date: 1987-02-26
Also published as: DE3327160A1; GB2144309B; DK324884D0; GB2144309A; GB8419083D0; DK324884A

Abstract

Die Feststationen werden in Gruppen zeitlich nacheinander getastet, wobei sich die Funkbereiche der Feststationen einer Gruppe nicht überlappen. Eine Zentrale sendet zur zeitgestaffelten Tastung über eine Modulationsleitung ein übergeordnetes Aktivierungssignal an die Feststationen, deren Gruppenkennung wird an eine zu rufende bewegliche Station übertragen. Die bewegliche Station sendet bei richtigem Empfang eine festgelegte Anzahl von Rufbestätigungen auf Zeitplätzen, welche sie aus den empfangenen Gruppenkennungen ermittelt, unter Angabe des jeweiligen Zeitplatzes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Funksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es beispielsweise aus der DE-OS 27 39 561 bekannt ist.
Um eine Funkstrecke interferenzfrei ausleuchten zu können, sind in der Regel drei Funkfrequenzen im Wechsel erforderlich. Bei einer Tastung der Feststationen in Gruppen kann eine einzige Frequenz in zeitlich gestaffelter Aussendung benutzt werden. Dabei wird allerdings die Belegungsdauer des Funkkanals um die Anzahl n der Gruppen vervielfacht.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem System der eingangs genannten Art eine bessere Ausnutzung der Belegungsdauer des Funkkanals zu erreichen und dabei insbesondere die Anrufwahrscheinlichkeit zu steigern.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausbildungen der Erfindung.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren und eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1A) zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen linienförmigen Funkverbindung mit einer beweglichen Station BS (im folgenden "Fahrzeug" genannt) und Feststationen A _i, B _i, C _i (i = Laufindex), welche jeweils im Wechsel entlang einer Strecke angeordnet und über eine Modulationsleitung mit einer Zentrale verbunden sind. Im Ausführungsbeispiel beträgt die Zahl der Gruppen also n = 3.
Bei der Sendertastung wird ortsfest die gleiche Sendefrequenz in allen Feststationen verwendet. Das Fahrzeug empfängt nur auf einer Frequenz, es sendet ebenfalls nur auf einer Frequenz, die für alle Fahrzeuge gleich ist.
Um eine Strecke interferenzfrei ausleuchten zu können, wären in der Regel drei Frequenzen (A, B, C) im Wechsel erforderlich. Diese Dreiteilung wird ebenfalls bei der Tastung in Gruppen angewandt, jedoch im Zeitbereich. Es wird eine zeitlich gestaffelte Aussendung der ortsfesten Sender mit t _A, t _B, t _C realisiert, wobei zum Zeitpunkt t _A alle Feststationen mit Indes A _i gleichzeitig senden, ebenso bei t _B alle Feststationen mit B _i, usw., vgl. Fig. 1B).
Die Antwort des Fahrzeugs wird nicht nur von einer Feststation, sondern von mehreren aufgenommen (A, B, C). Ist der Empfang fehlerfrei, so schaltet sich die Feststation zu einem Zeitpunkt t _A&min;, t _B&min;, t _C&min; entsprechend ihrem Index auf der Leitung zur Zentrale.
Diese Vorgehensweise erlaubt eine Empfängerauswahl unter Ausnutzung aller Empfangswege und nicht nur des " nächstbesten", was zu einer erheblichen Steigerung der Anrufwahrscheinlichkeit in der Zentrale und in den Fahrzeugen führt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden die Empfangsbedingungen der Feststation A, B, C zum Fahrzeug und vom Fahrzeug zu den Feststationen A, B, C erfaßt, was für eine Standortbestimmung und für eine optimale Verbindungsdurchschaltung für Sprachübertragung von hohem Nutzen ist.
Da eine Feststation die Leitung zur Zentrale nur belegt, wenn der Empfang vom Fahrzeug her einwandfrei war, werden Überlagerungen auf der Modulationsleitung durch bruchstückhaften Empfang vermieden.
Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung quittieren die Feststationen den Ruf eines Fahrzeugs automatisch und sorgen anschließend dafür, daß die aufgenommene Information zur Zentrale gelangt, d. h. nicht das Fahrzeug, sondern die intelligente Feststation ist (in Empfangsrichtung) Partner der Zentrale.
In Senderichtung von der Zentrale zum Fahrzeug wird wegen der hohen Qualtität der Zubringer (Modulationsleitung) im Verhältnis zur Funkübertragung die Rufaussendung ohne Prüfung und Zwischenspeicherung durchgeführt.
Die Erfindung ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Anrufwahrscheinlichkeit gegenüber einem Linienfunk (z. B. Zugbahnfunk) klassischer Ausführung. Dies ist in dem Stations-Diversity-Gewinn begründet, denn das Fahrzeug empfängt von bis zu drei Feststationen, und die Zentrale erhält ihre Informationen von bis zu drei Feststationen. Hingegen beim herkömmlichen Zugfunk empfängt aufgrund der Kanaldiversity das Fahrzeug nur eine Feststation und die Zentrale erhält ihre Information ebenfalls nur von einer Feststation.
Fig. 2 zeigt ein Ablaufschema für eine erfindungsgemäße Befehlsübertragung von der Zentrale an ein Fahrzeug. Das Schema ist von unten nach oben zu lesen. Nach rechts ist immer die Zeitachse aufgetragen.
Die Übertragung setzt keine Standortinformation über das anzusprechende Fahrzeug voraus. Die Zentrale überträgt an die Feststationen die Information 3fach, durch das vorangestellte übergeordnete Aktivierungssignal X werden die Stationen A _i, B _i und C _i zeitgestaffelt getastet, wobei das Zeitelement ST die Reaktionszeit für die Senderein- und -ausschaltung überbrückt. Die Telegramme in Richtung Fahrzeug werden im allgemeinen in der Feststation nicht zwischengespeichert, eine Regeneration kann jedoch erfolgen.
Mit Empfang der Information im Fahrzeug wird eine Rufbestätigung RB 1 . . . 3 ausgelöst. Die Information kann hierbei von mehreren Feststationen A, B und C empfangen werden. Die über A, B und C übertragene Information ist bereits seitens der Zentrale unterschiedlich gekennzeichnet worden, die Gruppenkennung wurde jeweils an das Fahrzeug mitübertragen.
Empfängt das Fahrzeug nur von Feststation C, so wird nur eine Rufbestätigung RB 3 (auf Zeitplatz 3) vom Fahrzeug zu den Feststationen übertragen, sie ist mit einer Zeitplatzangabe ebenfalls gekennzeichnet. Wird das Fahrzeug von Station B erreicht, so werden 2 Rufbestätigungen RB 2 und RB 3 (Zeitplatz 2 und 3) ausgesendet. Bei Empfang über Station A erfolgen entsprechend 3 Rufbestätigungen. Die Unterdrückung der Informationssendung in Station B oder C falls bereits eine Rufbestätigung durch die jeweilige Station empfangen wurde, ist grundsätzlich möglich, bringt jedoch keinen Vorteil, da Empfang der Station A sowieso 3 Rufbestätigungen (bzw. bei B = 2 Rufbestätigungen) auslöst. Andererseits sollte der Funkkanal möglichst so lange belegt sein, wie die Übertragung zur Zentrale dauert, um Störungen durch gleichzeitige Belegungen zu vermeiden.
Durch die Tastung einer A-, B- und C-Gruppe anstelle einer diskreten Station wird das Erkennen des Belegungszustandes verbessert.
Die Feststationen werten die Rufbestätigungen aus und schalten sich nur bei ordnungsgemäßen Empfang zu einem bestimmten Zeitpunkt auf die Leitung zur Zentrale. Hierbei werten die Feststationen wie folgt aus:

- Station A wertet Rufbestätigungen mit Zeitplatz 1 aus
- Station B wertet Rufbestätigungen mit Zeitplatz 1 und 2 aus
- Station C wertet Rufbestätigungen mit Zeitplatz 1, 2 und 3 aus.

Zur Rufbestätigung wird vorteilhafterweise noch die Feststationsgruppe, die Feststations-Nr. innerhalb der Gruppe und die Empfangsdaten der Feststation sowie Statusinformation an die Zentrale übertragen. Wegen der nichtsynchronen Leitungsaufschaltung sind vor jeder Übertragung Synchronisationszeichen eingefügt.
Falls es die Modulationsleitungen zulassen, wird in Weiterbildung der Erfindung die Modulationsleitung für die von der Zentrale weiter entfernt liegenden Feststationen für die Zeit der eigenen Aufschaltung zur Zentrale unterbrochen, um Signalüberlappungen bei Überreichweiten zu vermeiden.
Fig. 3 zeigt ein Ablaufschema für eine Rufübertragung vom Fahrzeug zur Zentrale in vorteilhafter Ausbildung bzw. Weiterbildung der Erfindung.
Das Fahrzeug prüft die Kanalbelegung und belegt anhand empfangener Zeitplatz-Informationen zur geeigneten Zeit den frei werdenden Kanal. Die Übertragung M 1, M 2, M 3 erfolgt 3fach. Eine einzelne Aussendung bringt ( ausgenommen Sonderfälle) keinen Vorteil, da die Feststationen mit ihrer Quittungsaussendung Q _A, Q _B, Q _C sowieso den Kanal länger belegen; des weiteren sollte der Kanal evtl. so lange belegt sein, wie die Übertragung der Zentrale dauert, um Störungen durch gleichzeitiges Belegen des Funkkanals und damit der Leitung zur Zentrale zu reduzieren.
Jede Information M _i (Ruf) enthält eine Zeitplatzangabe, so daß eine korrekte zeitgestaffelte Quittungsgabe möglich wird. Station A wertet M ₁ aus, Station B wertet M ₁ und M ₂ aus und Station C wertet M ₁, M ₂ und M ₃ aus.
Die Informationen werden auf Fehlerfreiheit geprüft und zwischengespeichert bis zur zeitgestaffelten Quittungsgabe durch die ortsfeste Station. Jede Feststation (A, B, C) quittiert nur einmal und dies nur bei fehlerfreiem Empfang des (eines) Rufes entsprechend dem vorgegebenen Zeitplatz. Ein Fahrzeug erhält somit bis zu drei Quittungen. Damit verbunden ist eine Weiterleitung des Rufes an die Zentrale. Dieser Vorgang ist identisch mit der Übertragung der Rufbestätigungen an die Zentrale als Reaktion auf eine Befehlsübertragung. Die Feststationen geben die von ihnen erkannten Rufe M _A, M _B, M _C auf entsprechenden Zeitplätzen auf die Modulationsleitung. Im betrachteten Fall der Rufübertragung vom Fahrzeug erwartet jedoch die einzelne Feststation eine Reaktion der Zentrale ("Clear" als Reaktion für die Rufübermittlung zur Zentrale). Der Löschbefehl LöA, LöB, LöC wird automatisch ausgelöst und kann selektiv oder übergeordnet sein (entsprechend dem Empfang über A, B, C). Stationen, deren Rufweiterleitung nicht gelöscht (quittiert) wurde, wiederholen die Weiterleitung automatisch.
Empfängt die Feststation einen Ruf, der nicht identisch ist mit dem vorherigen, so unterbleibt die automatische Quittung Q _i und die Aufschaltung auf die Leitung (d. h. der weitere Ruf wird ignoriert) bis von der Zentrale der erste Ruf gelöscht wurde. Bei identischen Rufen wird selbstverständlich zur vorgesehenen Zeit die Quittung automatisch an das Fahrzeug ausgesendet. Die erneute Weitergabe an die Zentrale unterbleibt zunächst.
Wie bereits an Hand von Fig. 2 erläutert, werden Rufe von der Zentrale mit einer Rufbestätigung vom Fahrzeug quittiert. Beispielsweise können die Rufbestätigungen RB 1, RB 2 und RB 3 vorteilhafterweise Angaben zur Empfangsqualität im Fahrzeug enthalten, da ja der dreifache Ruf der Zentrale entsprechend dem ABC-Zeitplatz auch einer bestimmten Feststation zugeordnet werden kann. Entsprechend kann das Fahrzeug bei der Aussendung der zeitgestaffelten Rufbestätigungen in jeder Rufbestätigung die zugeordnete Empfangsqualität angeben

z. B.
RB 1 enthält Empfangsqualität von Fst A
RB 2 enthält Empfangsqualität von Fst B
RB 3 enthält Empfangsqualität von Fst C.

Wird durch die Feststationen die Rufbestätigung RB _B und RB _C ohne Empfang von RB 2 bzw. RB 3 an die Zentrale weitergeleitet, so wird keine Qualitätsangabe durch die Feststation gemacht.
Bei jedem Telegrammaustausch mit einem Fahrzeug werden vorteilhafterweise der Zentrale mittels Telegramm-Vorspann die Empfangswerte in den Feststationen (und im Telegramminhalt der Rufbestätigung die Empfangsbedingungen im Fahrzeug) mitgeteilt. Mit diesen Daten in Verbindung mit der Feststations-Kennung kann eine zuverlässige Standortbestimmung bereits mit einer Telegrammübertragung herbeigeführt werden, zumal die Daten von drei benachbarten Feststationen vorliegen.

Claims

1. Funksystem zur Übertragung von Nachrichten zwischen beweglichen Stationen und linienförmig angeordneten, zu n Gruppen zusammengefaßten Funkstationen, wobei die Funkbereiche der Feststationen einer Gruppe sich nicht überlappen, eine Zentrale die Sender der Feststationen über eine Modulationsleitung gruppenweise zeitlich nacheinander tastet, alle Feststationen auf einer gemeinsamen Frequenz senden und eine gerufene bewegliche Station Rufbestätigungen aussendet, dadurch gekennzeichnet, daß bei jeder Aussendung einer Gruppe an eine bewegliche Station eine entsprechende Gruppenkennung mit ausgesendet wird, daß die bewegliche Station bei richtigem Empfang von Aussendungen Rufbestätigungen auf entsprechend den empfangenen Gruppenkennungen berechneten n Zeitplätzen unter Angabe des Zeitplatzes an die Feststationen rücksendet, daß die bewegliche Station bei Empfang einer Aussendung der ersten Gruppe n Rufbestätigungen auf den Zeitplätzen 1 bis n rücksendet, bei Empfang einer Aussendung der m-ten Gruppe n - m + 1 Rufbestätigungen auf den Zeitplätzen m bis n rücksendet und bei Empfang einer Aussendung der n-ten Gruppe lediglich eine Rufbestätigung auf dem n-ten Zeitplatz rücksendet.

2. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rufbestätigungen in allen Feststationen, welche diese empfangen, zwischengespeichert werden.

3. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Stationen vor dem Aussenden eines Rufes an die Zentrale den Funkkanal auf Belegung prüfen und dann zu gegebener Zeit den Ruf in der Regel n-mal jeweils mit Zeitplatzangabe aussenden.

4. Funksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruf in den Feststationen zwischengespeichert wird, daß die Feststationen bei fehlerfreiem Empfang je eine Quittung auf einem ihrer Gruppe entsprechenden Zeitplatz an die bewegliche Station übermitteln, und daß die Feststationen in vorgegebener Reihenfolge zur Weiterleitung des Rufes über die Modulationsleitung mit der Zentrale korrespondieren.

5. Funksystem nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststationen der ersten Gruppe Rufbestätigungen bzw. Rufe mit Zeitplatz 1 auswerten, die der n-ten Gruppe Rufbestätigungen bzw. Rufe mit Zeitplätzen 1 bis m auswerten und die der n-ten Gruppe Rufbestätigungen bzw. Rufe mit Zeitplatz 1 bis n auswerten.

6. Funksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststationen die jeweils letzte fehlerfrei von ihnen empfangene Nachricht auf einem ihrer Gruppe entsprechenden Zeitplatz an die Zentrale weiterleiten.

7. Funksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem Ruf von einer beweglichen Station die Zentrale einen Löschbefehl an die Feststationen sendet zum Löschen der dort zwischengespeicherten Rufe und daß Feststationen, deren Rufweiterleitung nicht gelöscht wurde, die Weiterleitung automatisch auf einem späteren Zeitplatz wiederholt.

8. Funksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststationen ihre Gruppenkennung und ggf. ihre Stationsnummer innerhalb der Gruppe an die Zentrale mitübertragen.

9. Funksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststationen ein Maß für die Empfangsqualität der von ihnen empfangenen Nachrichten an die Zentrale mitübertragen.

10. Funksystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststationen die Modulationsleitung für die von der Zentrale wieter entfernt liegenden Feststationen während der Zeit der eigenen Aufschaltung zur Zentrale auftrennen.

11. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Station in den Rufbestätigungen Angaben über die Empfangsqualität der Rufe der einzelnen Feststationen mitteilt.