DE2932701C2 - Verfahren für eine Datenübertragung nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung - Google Patents
Verfahren für eine Datenübertragung nach dem Prinzip der ZeitmultiplexübertragungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren für eine Datenübertragung zwischen mindestens einer Zentrale,
einer Relaisstelle und ortsbeweglichen Funkstellen nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung (TDMA) mit
einer Zeitrahmenstruktur, wobei die Zentrale auf einer Frequenz an alle ortsbeweglichen Funkstellen über die
Relaisstelle sendet. Ein solches Verfahren ist bekannt aus DE-OS 25 58 979.
Dort stehen mehrere Vermittlungsnetzwerke über einen Satelliten in Verbindung, der als Transponder in
Zeitmultiplexkanälen unterteilte Informationsbündel überträgt. Die zeitliche Abstimmung der Informationsbündel der einzelnen Netzwerke ist so gewählt, daß sie
den Satelliten in geordneter Reihenfolge (verschachtelt) ohne Überlappung erreichen. Die Informationsbündel
werden in Zeitrahmen konstanter Länge übertragen.
Aus der DE-AS 23 34 706 ist ein Verfahren zum Zeitmultiplexbetrieb mit dynamischer Zuordnung einzelner
Abschnitte bekannt. Hierbei ist die Anzahl der Abschnitte in einem vorgegebenen Datenrahmen
niedriger als die Anzahl der Datenstationen. Die Datenrahmen weisen eine variable Länge auf, um die
Übertragungsleitung optimal auszunutzen, d. h. eine Anpassung an die zu übertragende Datenmenge zu
erreichen.
Des weiteren ist ein Funkübertragungssystem mit ortsfesten und ortsbeweglichen Funksprechstellen bekannt
aus der DE-OS 26 25 475. Die Funkverbindung wird bei diesem Funkübertragungssystem dadurch
überwacht, daß ständig der H F-Pegel der Verbindung gemessen wird und bei Unterschreiten eines bestimmten
Pegelwertes die Verbindung von einer ersten ortsfesten Funksprechstelle auf eine zweite ortsfeste
Funksprechstelle umgeschaltet wird, die bessere Empfangsbedingungen
für die ortsbewegliche Funkstelle bietet
to Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Organisation dieser Funknetze. Sie ist gegeben durch die Aufteilung
in eine große Zahl von Funkbereichen mit zahlreichen ortsfesten Relaisstellen, Überlappung dieser Funkbereiche
mit den daraus resultierenden Störungen (Selektivschwund), Datenfluß zwischen den zahlreichen ortsfesten
Relaisstellen und Zentrale mit einem hohen Bedien- und Geräteaufwand. Weiterhin ist ein Funkdatennetz
bekannt aus Rüberg, H., »Datenfunknetz der Polizei NW«, PTV 8/77. Auch bei diesem Funkübertragungssystern
ist der Betriebsablauf umständlich, da bei Aussendung einer Meldung von der Zentrale an eine
ausgewählte ortsbewegliche Funkstelle alle anderen ortsbeweglichen Funkstellen an einer Aussendung
gehindert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für eine Datenübertragung zwischen mindestens einer Zentrale,
einer Relaisstelle und ortsbeweglichen Funkstellen nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung (TDMA)
anzugeben, das mit wenig Bedien- und Geräteaufwand auskommt, eine in der Länge flexible Zeitrahmenstruktur
aufweist und die Organisation der Funkübertragung vereinfacht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach Anfrage durch eine Zentrale von den
ortsbeweglichen Funkstellen nacheinander Routinemeldungen auf einer anderen Frequenz gesendet werden,
daß von den ortsbeweglichen Funkstellen nach Vorankündigung in einem ersten Zeitrahmen an die Zentrale
innerhalb der Routinemeldungen Daten gesendet werden, daß von der Zentrale dazu in einem zweiten
Zeitrahmen für die Daten ein Zeitfach freigehalten wird, so daß die Länge der Zeitrahmenstruktur an die Länge
der Meldungen angepaßt wird, wobei die minimale Länge der Zeitrahmenstruktur durch die alleinige
Übertragung von Routinemeldungen bestimmt wird und die maximale Länge der Zeitrahmenstruktur durch
die Übertragung von Daten aller ortsbeweglichen Funkstellen an die Zentrale oder durch die Übertragung
von individuellen Daten der Zentrale an alle ortsbewegliehen Funkstellen bestimmt wird.
Vorteilhaft ist es, bei hohem Datentausch zwischen der Zentrale und wenigen ortsbeweglichen Funkstellen
zusätzliche Kanäle zur Verfugung zu stellen.
Falls eine Routinemeldung von einer ortsbeweglichen Funkstelle ausbleibt, ist es zweckmäßig, automatisch Alarm zu geben.
Falls eine Routinemeldung von einer ortsbeweglichen Funkstelle ausbleibt, ist es zweckmäßig, automatisch Alarm zu geben.
Die Vorteile des routinemäßigen Ansprechens durch die Zentrale auf einer anderen Frequenz liegen darin,
daß der Zentrale alle im Einsatz befindlichen ortsbeweg-
bo liehen Funkstellen bekannt sind und daß bei Nichtquittierung
einer Routinemeldung Unregelmäßigkeiten, wie nicht vorhandene Betriebsbereitschaft trotz Einsatzmeldung
oder Notfälle, erkannt werden. Zusätzlich zur Verfügung gestellte Kanäle bei hohem Bedarf an
Datentausch, d. h., viele Daten innerhalb von Routinemeldungen, gewährleisten, daß der Zeitrahmen für
einen Zyklus der Anfrage aller ortsbeweglichen Funkstellen durch die Zentrale nicht zu lang wird.
Innerhalb einer relativ kurzen vorbestimmten Zeit ist somit ein Anfragen aller ortsbeweglichen Funkstellen
möglich.
Anhand der Zeichnung wird nun ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert
F i g. 1 zeigt den Ablauf der Übertragung Zentrale - KFZ - Zentrale,
F i g. 2 den Aufbau der Meldungen von Zentrale und KFZ,
F i g. 3 ein vereinfachtes Blockschaltbild des KFZ-DatenfunkgerUies.
Beim ausgeführten Beispiel wird die Relaisstelle durch einen Satelliten repräsentiert Es ist dadurch
möglich, eine ausreichende Funkversorgung in einem großen Gebiet, gegeben durch den Ausleuchtbereich is
des Satelliten, zu gewährleisten. Natürlich kann das Verfahren für regionale Anwendungen auch mit einer
terrestrischen Relaisstelle arbeiten. Die ortsbeweglichen Funkstellen sind mit Datenfunkgeräten ausgerüstete
Kraftfahrzeuge (KFZ). Die Übertragung der Daten erfolgt digital. In den Datenfunkgeräten der KFZ
sind Speicher für die Daten vorhanden. Die Datenübertragung von der Zentrale zu den KFZ enthält
Meldungen an alle KFZ, an eine bestimmte Gruppe oder an einzelne KFZ. Rundspruchmeldungen an alle
oder an eine bestimmte Gruppe erfordern keine Quittierung durch die KFZ. Bei allen Meldungen für
bestimmte KFZ erfolgt eine Quittierung. Wegen der großen Signallaufzeit (ca. 500 ms zwischen Aussendung
der Meldungen und Quittierung) ist die Verwendung getrennter Frequenzkanäle für die Strecken Zentrale—KFZ
und KFZ —Zentrale erforderlich, um eine optimale Kanalausnutzung zu ermöglichen.
Die meisten vom KFZ zur Zentrale übertragenen Informationen bestehen aus kurzen Routinemeldungen,
die von der Zentrale quittiert werden. Längere Meldungen erfolgen selten und können, wenn sie
vorhanden sind, in der Form der Routinemeldungen angekündigt werden.
Bei dem angegebenen Verfahren werden zwei Meldungsfolgen auf verschiedenen Frequenzen verarbeitet.
Meldungsfolge 1 enthält die Meldungen, Anfragen und Steuerbefehle der Zentrale; Meldungsfolge 2
die Meldungen und Anfragen der KFZ. Dafür werden zwei Satellitenkanäle benötigt. Weitere Kanäle sind für
langer dauernde Verbindungen verfügbar.
F i g. 1 zeigt den Ablauf der Übertragung Zentrale—KFZ—Zentrale.
Zum Zeitpunkt U wird von der Zentrale auf der Frequenz /Ί eine Routinean.Tage a an
das KFZ 1 gerichtet. Die Anfrage erreicht das Fahrzeug zum Zeitpunkt t\ + T (T= Laufzeit Boden-Satellit—
Boden). Bei f2 wird vom Fahrzeug eine Antwort auf der Frequenz /2 abgegeben, die die Zentrale zum
Zeitpunkt t2+ Terreicht.
Um die Organisation zu vereinfachen, ist eine Standardisierung der Meldungen nötig. Die Routineanfragen
a der Zentrale haben eine feste Länge Tj, die sich aus dem übertragenen Text b ergibt. Eine Routineanfrage
a besteht aus einem Synchronisiervorlauf c, einem Synchronwort e und dem Text b. Der Text b enthält die
Fahrzeugnummer bzw. einen Gruppencode für Rundsprüche, ein Codewort, das eine folgende Informationsübertragung
ankündigt oder eine Information bestätigt und einige Redundanzbits d.
In Fig. 2 ist dieser Aufbau der Meldungen von h5
Zentrale und KFZ dargestellt.
Das Fahrzeug antwortet auf die Routineanfrage a zum Zeitpunkt f2 auf der Frequenz /j- Ein gewisser
zeitlicher Sicherheitsabstand S (ca. 2 ms) ist erforderlich,
um ein Überlappen der Sendungen von Kraftfahrzeugen
unterschiedlicher Standorte zu vermeiden. Die Routineantwort /des KFZ ist ebenfalls standardisiert
(Länge T2) und enthält einen Synchronisiervorlauf g, ein
Synchronwort h, den Text / und Redundanzbits j. Der Text / besteht aus der Fahrzeugnummer und einem
Standardtext, der folgende Meldungen enthalten kann: Keine Besonderheiten, Betrieb eingestellt, Betrieb
aufgenommen, Meldungsübertragung erwünscht (Telegramm/Text,
Länge der Übertragung), Empfangsbestätigung, Notruf/Alarm.
Anhand eines Beispiels soll der Betriebsablauf erläutert werden. Es werden immer alle Geräte
abgefragt
Bei Beginn des Einsatzes nach Eingabe »Betrieb
aufgenommen« in das Bedien- und Anzeigeteil 9 (Fig.3) beantwortet das Datenfunkgerät die nächste
Routineanfrage a der Zentrale mit Quittungsgabe k. Damit ist die Verbindung aufgebaut Wenn keine
Meldungen übertragen werden, beantwortet das Datenfunkgerät jede Routineanfrage a mit einem Standardtext
»Keine Besonderheiten«. Auf diese Weise wird die Funktion der Verbindung überwacht.
Eine Meldung m der Zentrale, Rundspruch oder individuelle Meldung, wird durch ein entsprechendes
Codewort angekündigt. Das Datenfunkgerät schaltet auf »Aufnahme« uno beim nächsten Ansprechen wird
die Meldung aufgenommen und der Eingang einer Meldung signalisiert und der Zentrale bestätigt Wurde
die Meldung fehlerhaft aufgenommen, wird eine Wiederholung veranlaßt.
Bei Meldungen vom KFZ wird durch die Eingabe »Meldungsübertragung erwünscht« von der Zentrale
entweder ein entsprechendes Zeitfach / auf der Frequenz h für Daten freigegeben oder das Gerät auf
die freie Frequenz fn für eine länger dauernde Übertragung umgeschaltet. Nach Beendigung der
Übertragung wird das Gerät auf die Frequenz h zurückgeschaltet bzw. das Zeitfach reduziert.
Bei Beendigung des Einsatzes des KFZ wird durch die Eingabe »Betrieb eingestellt« der Zentrale mitgeteilt,
daß vorläufig keine Beantwortung der Anfragen erfolgt.
Sind alle Routineanfragen a der Zentrale zeitlich nacheinander an die KFZ abgesetzt, beginnt die
Abfrage ο der KFZ nach dem gleichen Prinzip wie die Anfrage.
Manuell oder automatisch erzeugte Alarmmeldungen werden auf Anfrage ausgegeben. Dazu ist die vorherige
Betriebsanmeldung nicht erforderlich. Dieser Betrieb wird normalerweise auf einem für alle Fahrzeuge
gemeinsamen Kanal abgewickelt. In Sonderfällen können Gruppen von Fahrzeugen in der gleichen Weise
auf Ersatzkanälen arbeiten.
Die Funktion der Datenfunkgeräte in den KFZ soll anhand von Fig.3 näher erläutert werden. Entsprechend dem Aufbau der Meldungen von Zentrale und
KFZ gelangt das Empfangssignal von der Antenne 1 über das Antennenrelais 2 zum Empfänger 3. Dort wird
es in einem rauscharmen Vorverstärker verstärkt und nach entsprechender Umsetzung im FSK-Demodulator
demoduliert. Das demodulierte Signal wird in der Codeauswertung 4 auf für das Gerät bestimmte Codes
untersucht, die ausgewertet werden. Die Codeauswertung 4 wird, wie auch der Vorlauf- und Codegenerator 5,
von einem gemeinsamen Taktgenerator 6 gesteuert. Erfolgt eine längere Meldung für das Gerät, so wird die
Verbindung über die Steuerung und Überwachung 7
zum Datenterminal 8 durchgeschaltet und eine entsprechende Anzeige im Bedien- und Anzeigeteil 9 erzeugt,
die auf den Eingang der Meldung aufmerksam macht. An die Steuerung 7 schließt sich die Trägerversorgung
IO an, die die Empfangs- und Sendeumsetzer im Empfänger 3 und Sender 11 versorgt.
Nach Eingang der Routineabfrage ο wird die Antwort / zusammengestellt. Im Routinefall antwortet das
Datenfunkgerät automatisch. Die Steuerung und Überwachung 7 stellt dabei die Routineantwort zusammen,
die dann über den FSK-Modulator den Sendeumsetzer und Leistungsverstärker des Senders 11 auf die Antenne
1 geschaltet wird. Dazu wird für die Zeit der Sendung das Antennenrelais 2 umgeschaltet.
Ebenfalls automatisch arbeitet das Gerät bei der Quittierung k einer Meldung. Werden längere Texte
oder Sondermeldungen abgegeben, so werden die Befehle mit Hilfe des Bedien- und Anzeigeteils an die
Steuerung und Überwachung 7 gegeben, die die entsprechenden Sendesignale zusammenstellt. Dazu
wird während der Sendung hinter der KFZ-Nummer das entsprechende Codewort (Betrieb eingestellt,
Betrieb aufgenommen, Meldungsübertragung erwünscht. Alarm) oder der im Datenterminal 8
vorhandene Text eingefügt.
Bei längeren Übertragungen schaltet die Zentrale über die Steuerung und Überwachung 7 die Frequenzen
des Senders 11 und Empfängers 3 auf den bereitgestellten Kanal um und nach Ende der Sendung wieder
zurück. Während dieser Zeit ist der Routinebetrieb mit Kenntnis der Zentrale unterbrochen.
Für den Betrieb sind nur wenige Bedienungs- und Anzeigeelemente erforderlich:
Anzeige »Verbindung«, wenn Routineablauf bzw. die längere Sendung einwandfrei funktionieren.
Dazu werden auch während längerer Sendungen ίο Quittungen k zwischen Zentrale und KFZ ausgetauscht.
Anzeige »Störung«, wenn keine Verbindung möglich ist oder das Gerät gestört ist.
Anzeige »Meldung eingegangen« eventuell auch akustisches Signal.
Taste »Betrieb aufgenommen« mit Anzeige.
Taste »Betrieb unterbrochen« mit Anzeige.
Taste »Meldung« mit Zusatz über deren Länge.
Damit entscheidet die Zentrale über die Art der Übertragung (freier Kanal oder bei der nächsten
Abfrage).
Taste »Alarm«; Alarm kann mit Hilfe eines Zusatzes auch selbsttätig erzeugt werden, wenn das
Bedienpersonal in bestimmten Betriebsfällen nicht bestimmte Handlungen ausführt, z. B. Eingabe
einer mehrstelligen Kennziffer nach Aufforderung innerhalb einer bestimmten Zeit.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren für eine Datenübertragung zwischen mindestens einer Zentrale, einer Relaisstelle und
ortsbeweglichen Funkstellen nach dem Prinzip der Zeitmultiplexübertragung (TDMA) mit einer Zeitrahmenstruktur,
wobei die Zentrale auf einer Frequenz an alle ortsbeweglichen Funkstellen über
die Relaisstelle sendet, dadurch gekennzeichnet, daß nach Anfrage durch eine Zentrale
von den ortsbeweglichen Funkstellen nacheinander Routinemeldungen auf einer anderen Frequenz (F^)
gesendet werden, daß von den ortsbeweglichen Funkstellen nach Vorankündigung in einem ersten
Zeitrahmen an die Zentrale innerhalb der Routinemeldungen Daten gesendet werden, daß von der
Zentrale dazu in einem zweiten Zeitrahmen für die Daten ein Zeitfach freigehalten wird, so daß die
Länge der Zeitrahmenstruktur an die Länge der Meldungen angepaßt wird, wobei die minimale
Länge der Zeitrahmenstruktur durch die alleinige Übertragung von Routinemeldungen bestimmt wird
und die maximale Länge der Zeitrahmenstruktur durch die Übertragung von Daten aller ortsbeweglichen
Funkstellen an die Zentrale oder durch die Übertragung von individuellen .Daten der Zentrale
an alle ortsbeweglichen Funkstellen bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohem Bedarf an Datentausch
zwischen der Zentrale und wenigen ortsbeweglichen Funkstellen zusätzliche Kanäle zur Verfugung
gestellt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbleiben einer Routinemeldung
einer ortsbeweglichen Funkstelle automatisch Alarm gegeben wird.
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