DE69316211T2

DE69316211T2 - Bodenfunksendeempfänger

Info

Publication number: DE69316211T2
Application number: DE69316211T
Authority: DE
Inventors: Nigel Corrigan
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-06-06
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2013-06-05
Also published as: DE69316211D1; EP0645064B1; CA2137166A1; US5566359A; ATE162026T1; EP0645064A1; WO1993026098A1; GB9212110D0

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bodensende- und -empfangsvorrichtung und insbesondere auf eine Einrichtung zum Verhindern einer gleichzeitigen Übertragung bzw. Sendung zwischen zwei oder mehr solchen Vorrichtungen.
Das GB-Patent Nr. 2083979 im Namen des Anmelders der vorliegenden Anmeldung beschreibt eine Einrichtung zum Blokkieren des Betriebs eines zweiten Funksenders, wenn ein erster Sender die Frequenz belegt, wobei der Zweck darin besteht, zusammenfallende und nicht gleichzeitig zulässige Sendungen in einem Simplex-Funknetz zu verhindern. Die Effektivität einer solchen Anordnung beim Verhindern zusammenfallender Sendungen hängt von bestimmten Variablen ab, wie z.B. der Zeit, die der erste Sender benötigt, um eine HF- oder Hochfrequenzenergie nach einer Sendeaktion auf Knopfdruck (engl. press-to-transmit action) zu erzeugen, und der Zeit, die die blockierende Vorrichtung des zweiten Empfängers benötigt, um diese Energie zu detektieren. Falls die zweite Sendung auf Knopfdruck vor einer Detektion einer aus der ersten resultierenden Hoch- oder Funkfrequenz vorgenommen wird, wird sich dann ein Konflikt beider Sendungen ergeben. Je länger diese Verzögerungen sind, desto weniger effektiv ist das Konfliktverhinderungssystem. In Semiduplex- Bodeninstallationen der Flugsicherung, bei denen ein Vollzeitempfänger einen Betrieb eines zugeordneten Senders überwacht, werden häufig drahtgebundene Übertragungswege (engl. land lines) verwendet, um Kontroll- bzw. Steuer- und Sprachsignale vom Ort eines entfernten Bedieners aus zu übertragen. Diese drahtgebundenen Übertragungswege und ihre zugeordneten Schaltvorrichtungen führen relativ lange Verzögerungen ein, die die Effektivität der Vorrichtung des GB- Patents Nr. 2083979 nachteilig beeinflussen. Eine Einrichtung zum Minimieren des Effekts etwaiger derartiger Verzögerungen würde die Vorrichtung des GB-Patents Nr. 2083979 verbessern, wenn es für Semiduplex-Funksysteme verwendet wird. Im wesentlichen kann eine solche Anordnung die detektierte Zeitspanne zwischen einer Sendung auf Knopfdruck und einem folgenden Ansprechen des zugeordneten Empfängers in einem elektronischen Speicher gespeichert haben. Im Betrieb muß ein etwaiges Empfängeransprechen nach einer Sendeaktion auf Knopfdruck, das aber stattfindet, bevor die gespeicherte Zeitspanne abgelaufen ist, von einer HF- bzw. Funkquelle stammen, die derjenigen vom zugeordneten Sender vorausging. In diesem Fall ist es vorteilhaft, einen Betrieb des zugeordneten Senders zu verhindern oder zu beenden, wodurch es möglich ist, daß das vorausgehende Funksignal ohne Unterbrechung überwacht wird.
Demgemäß und im Unterschied zum GB-Patent Nr. 2083979 liefert die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zum elektronischen Bestimmen der Zeitspanne zwischen einer Sendung auf Knopfdruck und einem folgenden Empfängeransprechen der Anlage, in der die Erfindung eingebaut ist, eine Einrichtung zum elektronischen Speichern dieser um einen Teil, z.B. 10%, verringerten Zeitspanne, eine Einrichtung zum Einleiten der resultierenden Zeitspanne bei Ausführung einer Sendeaktion auf Knopfdruck, eine Einrichtung zum Überwachen des Ablaufs der Zeitspanne und eine Einrichtung zum Trennen des Steuersignals für ein Senden auf Knopfdruck vom Sender, wenn eine folgende Empfängeraktivität vor Ablauf der bekannten Zeitspanne detektiert wird.
Durch die vorliegende Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Verhindern eines gleichzeitigen Senderbetriebs in einer Funksende- und -empfangsvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4 bereitgestellt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beispielhaft mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
Figur 1 eine Schaltungsanordnung in Blockdiagrammform für die vorliegende Erfindung zeigt;
Figur 2 ein Zeitsteuerdiagramm zeigt, das mit der Schaltungsanordnung von Figur 1 verbunden ist;
Figur 3 ein weiteres Zeitdiagramm zeigt, das Senderperioden und das Kalibrationsfenster veranschaulicht;
Figur 4 ein Flußdiagramm zum Einstellen der Kalibrationsperiode zeigt; und
Figur 5 ein Flußdiagramm für den Betrieb der vorliegenden Erfindung zeigt.
Figur 1 zeigt einen Schalter 1 für eine Sendung auf Knopfdruck und eine Senderfreigabeleitung 2-2A, die einen Funksender 3 steuert. Ein beigeordneter Empfänger 4 spricht auf den Betrieb des Funksenders 3 vom Schalter 1 an und gibt dann ein Signal 5 aus, das normalerweise verwendet wird, um einen Anzeiger 6 zu betätigen. Ein etwaiges Tonsignal wird durch getrennte Leitungen 8 zum Kopfhörer 7 des Bedieners geführt. Somit wird das Signal 5 entweder nach der Betätigung des Schalters 1 für eine Sendung auf Knopfdruck und der folgenden Sendung oder nach dem Empfang einer Sendung von Bord eines Flugzeugs nur durch den Empfänger 4 erzeugt. Eine Schalteinrichtung 9 ist enthalten, durch die der Schalter 1 mit dem Sender 3 automatisch verbunden oder von ihm getrennt werden kann. Signale vom Schalter 1 und ein Signal 5 werden zu einer Steuereinrichtung 11 zur Zeitspannendetektion, Speicherung und zum Schalten geführt, die so konfiguriert ist, daß sie wie folgt arbeitet. Die Betätigung des Schalters 1 für eine Sendung auf Knopfdruck, wobei ein Empfängeraktivitätssignal 5 schon vorhanden ist, führt dazu, daß ein Steuersignal 10 die Schalteinrichtung 9 betätigt und für die Dauer des Signals 5 den Schalter 1 vom Sender 3 trennt. Außerdem überwacht im Betrieb die Steuereinrichtung 11 die normale Zeitverzögerung zwischen einer Betätigung des Schalters 1 und einem durch Leitungen 12 verzögerten folgenden Ansprechen des Anzeigers 6, um die Gesamtverzögerungen zu bestimmen, die dem zugeordneten Sender-Empfängersystem eigen sind. Diese Verzögerungen werden durch die Steuereinrichtung 11 im Speicher gespeichert und weitgehend durch drahtgebundene Übertragungswege 12 und ihr zugeordnetes Schalten erzeugt. Nach einer Betätigung des Schalters 1, und falls das Signal 5 eine bekannte Zeitspanne vor der gespeicherten Zeitverzögerung erscheint, wird dann das Steuersignal 10 an die Schalteinrichtung 9 angelegt. Dies veranlaßt die Schalteinrichtung 9, die Sender-Steuerleitung 2A vom Schalter 1 zu trennen. Einrichtungen zum manuellen Sperren der Schalteinrichtung 9 weisen als Teil der Steuereinrichtung 11 eine Konfiguration auf, durch welche die zweite von zwei Wechselsprechaktionen des Schalters 1 innerhalb einer bekannten Zeitspanne detektiert wird, um die Steuereinrichtung 11 zu veranlassen, die Schalteinrichtung 9 für die Dauer der zweiten Aktion des Schalters 1 zu sperren. Ein Schalter 13 ist ebenfalls enthalten, wodurch der Bediener die Steuerung der Schalteinrichtung 9 von Hand sperren kann. Die Steuereinrichtung 11 zur Zeitspannendetektion, Speicherung und zum Schalten kann jeder geeignete, handelsüblich erhältliche Mikrocontroller oder eine elektronisch programmierbare logische Einrichtung sein. Die Betriebszeitspanne zwischen einer Betatigung des Schalters 1 und dem folgenden Ansprechen des Anzeigers 6 kann bestimmt werden, indem periodisch und automatisch ein kurzes Sender-Freigabesignal von der Steuereinrichtung 11 an die Leitung 2 angelegt wird. Dieses periodische Kalibrieren berücksichtigt etwaige Variationen in der Zeit zwischen einer Sendung auf Knopfdruck und einem Empfängeransprechen, die durch die sich ändernden Charakteristiken der mit der Leitung 12 verbundenen Schaltanlage verursacht werden können. Hier kann eine Gültigkeitsbestimmung, daß das Ansprechen des Anzeigers 6 nicht das Ergebnis einer Empfängeraktivität ist, die nicht mit dem Betrieb des Schalters 1 zusammenhängt, was somit ein falsches Kalibrieren bewirkt, durch die Steuereinrichtung 11 bestimmt werden, indem die beiden Zeitspannen der Leitung 2A und des Signals 5 verglichen werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung relevanter Zeitspannen, worin T0 die Zeit einer Sendeaktion auf Knopfdruck ist. T1 ist sowohl der Moment eines Senderbetriebs als auch eines folgenden Ansprechens des zugeordneten Empfängers. T2 ist der Moment einer folgenden Empfängeraktivitätsanzeige an der Stelle des Bedieners. Die Zeitspanne T0-T3 ist die automatisch kalibrierte Verzögerungsperiode, die von der normalen Periode T0-T2 abgeleitet wird. Falls T2 nach T3 auftritt, wird somit im Betrieb angenommen, daß T2 das Ergebnis der Sendeaktion auf Knopfdruck bei T0 ist, und die Sendung darf weitergehen. Eine etwaige Empfängeraktivitätsanzeige, die vor T3 auftritt, muß jedoch das Ergebnis einer Sendung von Bord eines Flugzeugs sein, die bei z.B. T4 begonnen wurde und der Sendung T1 vorausgeht. Von T4 aus würde die Empfängeraktivitätsanzeige an der Stelle des Bedieners vor T3 bei T5 auftreten und das Vorhandensein einer zweiten und in Konflikt stehenden Sendung während der bei T0 begonnenen anzeigen. Um diesen Konflikt zu verhindern, wird bei T5 der Effekt von T0 beendet, um dem Bediener zu ermöglichen, ohne Unterbrechung mit dem Empfang der Sendung T4 fortzufahren.
Figur 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung, die die Sendersequenz in Perioden veranschaulicht und das Kalibrationsfenster und den Betrieb des Senderelais zeigt.
Figur 3(a) zeigt das Schalten des Schalters für eine Sendung auf Knopfdruck (PTT), und die Figuren 3(b) und 3(c) zeigen Empfänger Aktiv (RA) und die Kalibrationsperiode (CP) . Figur 3 (d) zeigt den Effekt des Kalibrationsfensters (CP) . Figur 3 (e) zeigt den Effekt eines Konflikt-Empfänger- Aktiv-Signals (CRA), und Figur 3(f) zeigt den Effekt des Signals (CRA), um das Senderelais (TRO) zu öffnen.
Das Kalibrationsfenster (CW) ist so vorbestimmt, daß es ein ausgewählter kleiner Prozentanteil (z.B. 10%) der gemessenen Zeitspanne ist, und wird tatsächlich von der einmal gemessenen Zeitspanne subtrahiert. Dies stellt sicher, daß der Sender durch einen Empfang seines eigenen gesendeten Signals nicht gesperrt werden kann, was der Fall sein könnte, falls man das Kalibrationsfenster nicht von der Zeitspanne subtrahieren würde.
Falls ein Mikrocontroller 11 verwendet wird, kann das Flußdiagramm zum Einstellen der Kalibrationsperiode wie in Figur 4 gezeigt sein.
In irgendeiner inaktiven Periode, wie sie durch den Bediener bestimmt wird, oder zu vorbestimmten Intervallen kann eine Kalibrationsprozedur begonnen werden.
Der Sender wird eingeschaltet (40), und die Zeit, die verstreicht, bis der Empfänger das Sendersignal (T0-T2) empfängt, wird gemessen (62) und gespeichert (44). Ein eingestellter Prozentanteil der Zeit (T0-T2) wird subtrahiert (46), um die konditionierte Kalibrationsperiode (T0-T3) zu gewinnen, und diese Periode wird gespeichert (48) und anschließend zum Steuern des Betriebs verwendet.
In Figur 5 veranschaulicht das Flußdiagramm in vereinfachter Form ein mögliches Verfahren zum Steuern des Betriebs der Schaltungsanordnung der vorliegenden Erfindung.
Wenn der Sender einen Betrieb (PTT) beginnt (50), wird der Zeitgeber gestartet (52) und setzt den Betrieb fort. Die Zeit wird ständig geprüft (54), bis sie die Zeit T3 erreicht. Falls die Zeit T3 nicht erreicht hat, wird die Zeitgeberaktivität (56) fortgesetzt. Während der Zeitgeber zählt, wird der Empfänger ständig überwacht, um zu sehen, ob ein empfangenes Signal detektiert wurde (58).
Falls kein Signal detektiert wird, läßt man den Zeitgeber fortfahren; falls aber ein Signal detektiert wird, wird der Zeitgeber abgefragt (60), um zu sehen, ob er T3 erreicht hat. Falls dies der Fall ist, darf die Sendung fortfahren (62), und der Zeitgeber wird zurückgesetzt (64)
Falls nicht, wird dann die Sendung abgebrochen (66) und der Zeitgeber zurückgesetzt (68).
Die obigen Flußdiagramme sind beispielhaft, und der Vorgang könnte durch andere Flußdiagrammprozeduren ausgeführt werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Verhinderung eines gleichzeitigen Senderbetriebs in einer Funksende- und -empfangsvorrichtung mit

(a) einer Einrichtung zum Detektieren des Beginns (T0) an einer Steuerstelle (11) eines Sendesteuerschaltbetriebs (PTT) in der Vorrichtung,

(b) einer Einrichtung zum Starten eines Zeitgebers,

(c) einer Einrichtung zum Detektieren des Empfangs (T2) an der Steuerstelle (11) eines durch den Empfänger (4) der Vorrichtung empfangenen Signals,

(d) einer Einrichtung zum Sperren des Senders (3), wenn der Empfang des Signals an der Steuerstelle (11) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls (T0-T3) vom Beginn des Sendens an auftritt, wobei in dieser eine Einrichtung zum Gewinnen des vorbestimmten Zeitintervalis (T0-T3) vorgesehen ist, umfassend:

(a) eine Einrichtung zum Einschalten des Senders (3) der Vorrichtung an der Steuerstelle (11), um ein Sendesignal zu erzeugen,

(b) eine Einrichtung zum Aktivieren des Zeitgebers zu dem Zeitpunkt (T0) des Einschaltens des Senders (3),

(c) eine Einrichtung zum Detektieren des als Ergebnis des Senderbetriebs empfangenen Sendesignals an der Steuerstelle (11),

(d) eine Einrichtung zum Speichern des Zeitintervalls (T0-T2) zwischen dem Einschalten (T0) des Senders (3) und dem Empfang (T2) des Sendesignals an der Steuerstelle (11), und

(e) eine Einrichtung zum Subtrahieren eines Kalibrationsfensterintervalls (T2-T3) von dem gespeicherten Zeitintervall (T0-T2), um das vorbestimmte Zeitintervall (T0-T3) zu bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Gewinnen des vorbestimmten Zeitintervalis (T0-T3) automatisch zu festen Intervallen während jeden Tags aktiviert ist oder wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Einrichtung zum Gewinnen des vorbestimmten Zeitintervalls (T0-T3) zu geeigneten Perioden, während denen die Empfängeraktivität von Außenquellen nicht erwartet ist, aktiviert ist oder wird.

4. Verfahren zur Verhinderung eines gleichzeitigen Senderbetriebs in einer Funksende- und -empfangsvorrichtung umfassend:

(a) Detektieren des Beginns (T0) an einer Steuerstelle (11) eines Sendesteuerschaltbetriebs (PTT) in der Vorrichtung,

(b) Starten eines Zeitgebers,

(c) Detektieren des Empfangs (T2) an der Steuerstelle (11) eines durch den Empfänger (4) der Vorrichtung empfangenen Signals,

(d) Sperren des Senders (3), wenn der Empfang des Signals an der Steuerstelle (11) innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls (T0-T3) vom Beginn (T0) des Sendens an auftritt, wobei das vorbestimmte Zeitintervall (T0-T3) durch die folgenden Schritte gewonnen wird:

(a) Einschalten des Senders (3) der Vorrichtung an der Steuerstelle (11),

(b) Aktivieren eines Zeitgebers zu dem Zeitpunkt (T0) des Einschaltens des Senders (3),

(c) Detektieren des als Ergebnis des Senderbetriebs empfangenen Signals an der Steuerstelle (11),

(d) Speichern des Zeitintervalls (T0-T2) zwischen dem Einschalten (T0) des Senders (3) und dem Empfang (T2) des Signals an der Steuerstelle (11), und

(e) Subtrahieren eines Kalibrationsfensterintervalls (T2-T3) von dem gespeicherten Zeitintervall (T0-T2), um das vorbestimmte Zeitintervall (T0-T3) zu bilden.

5. Verfahren nach Anspruch 41 bei dem das vorbestimmte Zeitintervall (T0-T3) automatisch zu festen Intervallen während jeden Tags gewonnen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das vorbestimmte Zeitintervall (T0-T3) zu geeigneten Perioden, während denen die Empfängeraktivität von Außenquellen nicht erwartet wird, gewonnen wird.