RADIO NETWORK

Abstract: 1. A radio network having at least two fixed relay stations (10, 11, 12 ; 110, 111, 112) which are located at different places in an area and which are in radio communication, and at least two radio stations (13, 14 ; 113, 114) which can enter into a radio link between one another by way of the fixed relay stations, characterized in that each radio station (13, 14 ; 113, 114) includes a duplex radio set (39, 40 ; 139, 140) which transmits and receives on a first radio channel, in that each relay station (10, 11, 12 ; 110, 111, 112) includes firstly a duplex radio set (16, 17, 18 ; 116, 117, 118) which also transmits and receives on the first radio channel, in that each relay station (10, 11, 12 ; 110, 111, 112) includes secondly either a simplex radio set (22, 23, 24) which transmits and receives on a second radio channel, or a second duplex radio set (152, 153, 154) which is in radio communication via a second radio channel with an additional fixed relay station (155) which includes a duplex radio set (156), and in that, each relay station (10, 11, 12 ; 110, 111, 112) has thirdly, a relay diversity system (19, 20, 21 ; 119, 120, 121) which is connected to the two radio sets and which establishes the reception quality of the radio signals transmitted by a radio station, and, by way of the second radio channel, compares the said reception quality with the reception qualities established by the relay diversity systems of the other relay stations and connects the receiving part (28) and the transmitting part (25) tuned to the first channel to the transmitting part (33) and the receiving part (36) tuned to the second radio channel only in that relay station (for example 110) having the best reception quality, and, in the other relay stations (11, 12), blocks the receiving part (29, 30) tuned to the first radio channel and the transmitting part (34, 35) tuned to the second radio channel.

Description: Funknetz Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einem Funknetz nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon ein Funknetz bekannt ("Funkschau", 1979, Heft 5, Seite 249), das zur Sprach- und Datenübertragung dient. Das Funknetz umfasst mehrere mobile Funkstationen sowie mehrere im Gelände verteilt angeordnete Relaisstationen, deren Sendeteile entsprechend den Erfordernissen für den Gleichwellenbetrieb ausgerüstet sind. Der Empfangsteil einer jeden Relaisstation enthält eine Einrichtung zum Feststellen der jeweiligen Empfangsqualität. Das in dieser Einrichtung erzeugte Empfangsqualitäts-Kriterium wird einer Empfänger-Auswahleinheit einer zentralen Funkstation zugeführt. Deshalb sind die Empfangsteile der Relais stationen beispielsweise über je eine als Zubringer dienende Drahtleitung mit einer Leitstelle verbunden, während der Sendeteil der Leitstelle über einen weiteren Funkkanal mit den Sendeteilen der Relaisstationen in Funkverbindung treten kann. In einer anderen bekannten Version kann anstelle der Drahtverbindungen je ein weiterer Funkkanal vorgesehen sein, so dass bei einem Funknetz mit drei Relais stationen für die Zubringer vier unterschiedliche Frequenzen erforderlich sind. Ausserdem ist es bekannt, als Zubringer je Relaisstation einen Duplex-Kanal, das heisst also bei drei Relaisstationen sechs Zubringer-Frequenzen, vorzusehen. Vorte-Ae der Erfindung Das erfindungsgemässe Funknetz mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass zur Herstellung einer Funkverbindung zwischen den Relais stationen nur ein Funkkanal (Zubringer-Kanal) benötigt wird, und zwar unabhängig von der Anzahl der in dem Funknetz vorhandenen Relaisstationen. Ferner ermöglicht das erfindungsgemässe Funknetz einen Funkverkehr zwischen mobilen Funkteilnehmern im Gleichwellenbetrieb. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Funknetzes möglich. Besonders vorteilhaft ist es, wenn jede Relaisstation, die Signale von einer Funkstation empfängt, eine Information über den zweiten Kanal aussendet, die ein der jeweiligen Empfangsqualität entsprechendes Qualìtätskriterium sowie ein für die betreffende Relaisstation charakteristisches Kennungskriterium umfasst. Dabei wird der für den Verbindungsaufbau notwendige Vergleich der beiden Kriterien in allen Relais stationen gleichzeitig vorgenommen. Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung an Hand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in: Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemässen Funk netzes in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Funk netzes in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 ein ausführlicheres Schaltbild einer Relaisstation mit einer Relais-Diversity-Einrichtung, Fig. 4a eine UQ/TQ-Kennlinie mit stetig fallender Charakteristik, Fig. 4b eine UQ/TQ-Kennlinie mit stufenweise fallender Charakteristik, Fig. 5 den zeitlichen Verlauf von Qualitäts-Kennungs signalen (m1) und Relaissignalen (m2) einer ersten bis dritten Relaisstation (Fig. 5 a, b, c) in einer ersten Aus,ührungs,crm sowie eines Steuersignals (Fig. 5 d), Fig. 6 den zeitlichen Verlauf von Qualitäts-Kennungs signalen (mull) und Relaissignalen (m2') einer ersten bis dritten Relaisstation (Fig. 6 a, b, c) in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 7 ein Zeitdiagramm des Verbindungsaufbaus für den Fall, dass nur eine Relaisstation den HF-Träger einer mobilen Station empfängt, Fig. 8 ein Zeitdiagramm des Verbindungsaufbaus für den Fall, dass zwei von drei Relais stationen den HF-Träger einer mobilen Station empfangen, und Fig. 9 ein Zeitdiagramm des Verbindungsaufbaus für den Fall, dass drei Relaisstationen den HF-Träger einer mobilen Station empfangen. Beschreibung der Erfindung A) Netzstruktur (Fig. 1 und 2) Die in den Fig. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemässen Funk netze sind für ein Funkversorgungsgebiet konzipiert, das mehrere im Gelände verteilt angeordnete Relaisstationen voraussetzt. Zu dem Funknetz nach Fig. 1 gehören drei Relais stationen 10, 11, 12 und zwei mobile Funkstationen 13, 14. Weiter hin kann - wie in Fig. 1 durch gestrichelte Linie ange deutet - allen Relaisstationen eine Zentralstation 15 zu geordnet sein. Die Relaisstationen weisen je ein Duplex-Funkgerät 16, 17 und 18, je eine Relais-Diversity-Einrichtung 1-9, 20, 21 und je ein Simplex-Funkgerät 22, 23, 24 auf. Die Duplex Funkgeräte 16, 17, 18 haben je einen im Oberband eines ersten Funkkanals arbeitenden Sendeteil 25, 26, 27 sowie je einen im Unterband des ersten Funkkanals arbeitenden Empfangsteil 28, 29, 30. Die Simplex-Funkgeräte 22, 23, 24 der Relaisstationen sind auf einen zweiten Funkkanal (Zubringer-Kanal) abgestimmt und weisen je einen Sendeteil 33, 34, 35 und je einen Empfangsteil 36, 37, 38 auf, die alle auf derselben Frequenz arbeiten. Die Relais-Diversity-Einrichtungen 19, 20, 21 sind ein gangsseitig mit dem Ausgang des ihnen zugeordneten Empfangs teils 28, 29, 30 und ausgangsseitig mit dein senderteil 33r 34, 35 sowie mit dem Sendeteil 25, 26, 27 verbunden. Die mobilen Funkstationen 13 und 14 enthalten je ein Duplex-Funkgerät 39, 40 oder ein Semi-Duplex-Funkgerät mit je einem im Unterband des ersten Funkkanals arbeitenden Sendeteil 43, 44 und je einem im Oberband des ersten Funkkanals arbeitenden Empfangsteil 45, 46. Das Funkgerät der Zentralstation 15 ist ein auf den zweiten Funkkanal (Zubringer-Funkkanal) abgestimmtes Simplex-Funkgerät 47 mit einem Sendeteil 48 und einem Empfangsteil 49. Alle Funkgeräte 16, 17, 18, 22, 23, 24, 39 , 40 und 47 weisen je eine Sende- und Empfangsantenne auf. Das Funknetz nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem Funknetz nach Fig. 1 im wesentlichen durch einen anderen Aufbau der Relais stationen und der Zentralstation. Die Relais Stationen sind in Fig. 2 mit 110, 111, 112 bezeichnet und die mobilen Funkstationen mit 113, 114. Die Relaisstationen weisen je ein auf dem ersten Funkkanal arbeitendes erstes Duplex-Funkgerät 116, 117, 118 und je ein auf dem zweiten Funkkanal arbeitendes zweites Duplex-Funkgerät 152, 153 und 154 sowie je eine Relais--Diversity-Einrichtung 119, 120, 121 auf. Die bei dem Funknetz nach Fig. 2 in jedem Falle erforderliche Zentralstation 155 ist mit einem Duplex Funkgerät 156 ausgerüstet, das auf dem zweiten Funkkanal sendet und empfängt. Während also das Funknetz nach Fig. 1 mit einem Simplex Zubringer-Kanal arbeitet, wird bei einem Funknetz nach Fig. 2 ein Duplex-Zubringer-Kanal angewendet. Es wird dabei generell vorausgesetzt, dass die auf dem ersten Funkkanal sendenden Sendeteile 25, 26, 27 bzw. 125, 126, 127 aller Relaisstationen durch an sich bekannte Massnahmen, wie zum Beispiel durch eine hohe Stabilität ihrer Sendeoszillatoren, durch geringen fest vorgegebenen Frequenzversatz oder dergleichen, für den Gleichwellenbetrieb geeignet sind. An die Stelle der mobilen Funkstationen können auch ortsfeste Funkstationen treten. Gegebenenfalls können auch mobile und ortsfeste Funkstationen am Funkverkehr beteiligt sein. B) Übermittlung einer Nachricht Wird eine Nachricht von einer mobilen Funkstation, zum Beispiel der mobilen Funkstation 13 bzw. 113, auf dem ersten Funkkanal ausgesendet, so wird die Funkverbindung in weiter unten ausführlich erläuterter Weise so hergestellt, dass jeweils nur eine Relaisstation, das ist in der Regel diejenige Relaisstation (zum Beispiel 10 in Fig. 1), die die Nachricht mit ihrem Empfangsteil (zum Beispiel 28) in der bestmöglichen Qualität empfängt, die empfangene Nachricht über ihren Sendeteil (zum Beispiel 33) auf dem zweiten Funkkanal an die anderen Relaisstationen (zum Beispiel 11, 12) ausstrahlt. Ausserdem wird in der Relaisstation mit der besten Empfangsquali- tät eine Verbindung zwischen dem Empfangsteil 28 und dem Sendeteil 25 innerhalb der Relais station hergestellt oder unter Ausnutzung des Zubringer-Funkkanals über den Empfangsteil 22. Der vorstehend beschriebene Zustand der Relaisstation 10 (bzw. 110) wird im folgenden als Master-Funktion bezeichnet. Alle anderen Relaisstationen, zum Beispiel die Relaisstationen 11 und 12 bzw. 111 und 112, werden so gesteuert, dass die mit ihren Empfangsteilen 37 bzw. 137 und 38 bzw. 138 über den Zubringer-Funkkanal empfangene Nachricht auf dem ersten Funkkanal mittels der Sendeteile 26 bzw. 126 und 27 bzw. 127 ausgesendet wird. Der Zustand dieser Relaisstationen wird im folgenden als Slave-Funktion bezeichnet. Da in diesem Zustand eine Nachrichtenübermitt- lung nur in einer Richtung möglich ist, muss für eine Antwort in der Gegenrichtung die Verbindung neu aufgebaut werden. Dabei kann gegebenenfalls eine andere Relaisstation die Master-Funktion übernehmen. Der weiter unten ausführlicher erläuterte Verbindungsaufbau muss daher in möglichst kurzer Zeit vonstatten gehen. Die Auswahl einer Relaisstation mit Master-Funktion und der anderen Relaisstation mit Slave-Funktion sowie die Steuerung des Verbindungsaufbaus erfolgt mittels der in jeder Relaisstation vorhandenen Relais-Diversity-Einrichtung. Ein Funknetz nach Fig. 1 mit Simplex-Zubringer-Kanal eignet sich besonders für Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) und für Verkehrsbetriebe. Alle Relaisstationen sind bei diesem Funknetz gleichberechtigt. Eine Leitstellenfunktion kann entweder über den ersten Funkkanal von einer der mobilen Funkstationen 13, 14 oder über den zweiten Funkkanal von der Zentralstation 15 übernommen werden. Die Nachrichtenverbindungen in einem Funknetz nach Fig. 1 werden an folgenden Beispielen erläutert: a) Von der Zentralstation (15) zu einer mobilen Funkstation (45) EMI7.1 <tb> <SEP> Empfangsteil <SEP> 36 <SEP> + <SEP> Sendeteil <SEP> 25 <SEP> + <SEP> Empfangsteil45 <SEP> (46) <tb> Sendeteil <SEP> 48 <SEP> - <SEP> c <SEP> Empfangsteil <SEP> 37 <SEP> Sendeteil <SEP> 26 <SEP> - <SEP> Empfangsteil <SEP> 45 <SEP> (46) <tb> <SEP> Empfangsteil <SEP> 38 <SEP> + <SEP> Sendeteil <SEP> 27 <SEP> + <SEP> Empfangsteil <SEP> 45 <SEP> (46) <tb> Alle Relaisstationen üben hierbei eine Slave-Funktion aus. b) Von einer ersten mobilen Funkstation (13) zu einer zweiten mobilen Funkstation (14) In den folgenden Aufstellungen werden der Übersichtlichkeit halber nur die Bezugszahlen der Sendeteile und Empfangsteile nach Fig. 1 und 2 verwendet. EMI7.2 <tb> <SEP> 25 <SEP> 46 <tb> 43 <SEP> - <SEP> 28 <SEP> r- <SEP> r <SEP> 37 <SEP> ¯ <SEP> 26 <SEP> - <SEP> 46 <tb> <SEP> 33- <SEP> - <SEP> 38 <SEP> - <SEP> 27 <SEP> + <SEP> 46 <tb> <SEP> (49) <tb> Während die Relaisstation 10 in diesem Falle die Master-Funktion übernimmt, weisen die Relaisstationen 11 und 12 die Slave-Funktion auf. Die Verbindung zwischen dem Empfangsteil 28 und dem Sendeteil 25 der Relaisstation 10 wird innerhalb dieser Relaisstation hergestellt. Ein Funknetz nach Fig. 2 mit einem Duplex-Zubringer-Kanal eignet sich besonders für Sicherheitsbehörden, weil bei diesen interne technische Richtlinien bestehen, die ein Funknetz nach Fig. 1 nicht zulassen. Für das Funknetz nach Fig. 2 ist die Zentralstation 155 unerlässlich. Eine Leitstellenfunktion kann entweder über den Duplex-Zubringer von der Zentralstation oder über den ersten Funkkanal (Gleichwellen-Funkkanal) von einer mobilen Funkstation 113 oder 114 übernommen werden. Die Nachrichtenverbindung für ein Funknetz nach Fig. 2 wird an folgenden Beispielen erläutert: a) Von der Zentralstation zu einer mobilen Funkstation a) Von der Zentralstation zu einer mobilen Funkstation EMI8.1 <tb> <SEP> 136 <SEP> - <SEP> 125 <SEP> - <SEP> 145, <SEP> 146 <tb> 148 <SEP> - <SEP> + <SEP> 137 <SEP> 1 <SEP> 126 <SEP> + <SEP> 145, <SEP> 146 <tb> <SEP> 138 <SEP> 138 <SEP> b <SEP> 127 <SEP> - <SEP> 145, <SEP> 146 <tb> Alle Relaisstationen 110, 111, 112 übernehmen die Slave-Funktion b) Von einer ersten mobilen Funkstation (113) zu einer zweiten mobilen Funkstation (114) EMI8.2 <tb> <SEP> 136 <SEP> 125 <SEP> + <SEP> 146146 <tb> 143 <SEP> + <SEP> 128 <SEP> - <SEP> 133 <SEP> > <SEP> 149 <SEP> + <SEP> 148 <SEP> - <SEP> + <SEP> 137 <SEP> b <SEP> 126 <SEP> + <SEP> 146 <tb> <SEP> 138 <SEP> 127 <SEP> + <SEP> 146146 <tb> Die Relaisstation 110 übernimmt die Master-Funktion. Die Verbindung vom eigenen Empfangsteil 128 zum eigenen Sendeteil 125 geschieht im vorliegenden Beispiel über den Duplex-Zubringer-Kanal und den Empfangsteil 136. In einer anderen Ausführungsart kann diese Verbindung auch direkt innerhalb der Relaisstation 110 erfolgen. Welche der beiden Möglichkeiten auszuwählen ist, hängt von den jeweiligen örtlichen Gegebenheiten und den daraus folgenden Anforderungen an den Laufzeitausgleich für den Gleichwellenbetrieb der Sendeteile 116, 117, 118 ab. Die Relaisstationen 111, 112 befinden sich in der Slave-Funktion. C) Verbindungsaufbau Allgemeines Die Steuerung des Verbindungsaufbaues und die Verbindung der Modul ationsleitun gen von den Empfangsteilen zu den Sendeteilen sowie das Aktivieren oder Blockieren von Sendeteilen und Empfangsteilen wird von den Relais Diversity-Einrichtungen 19, 20, 21 bzw. 119, 120, 121 nach folgenden Prinzipien gesteuert: a) Die Steuerung erfolgt dezentral. Die Relais-Diversity Einrichtungen aller Relais stationen eines Funknetzes haben denselben Aufbau. Im Ruhezustand und bis zum Beginn des Verbindungsaufbaues sind alle Relais stationen gleichberechtigt. b) Im Ruhezustand des Funknetzes sind alle Empfangsteile der mobilen Stationen, der Relaisstationen und der Zentralstation empfangsbereit. Alle Sendeteile sind im Ruhezustand blockiert. c) Der Verbindungsaufbau wird dadurch eingeleitet, dass eine mobile Funkstation auf dem ersten Funkkanal sendet und ein Empfangsteil oder mehrere Empfangsteile 28, 29, 30 bzw. 128, 129, 130 den HF-Träger in ausreichender Qualität empfangen. Der Empfang dieses HF-Trägers löst in den betreffenden Relais stationen den Verbindungsauf bau synchron aus. d) Jede Relais station bewertet die eigene Empfangsqualität des ersten Funkkanals und sendet, soweit für den Verbin dungsaufbau erforderlich, ein der Empfangsqualität ent sprechendes Qualitätskriterium zusammen mit einer die betreffende Relais station kennzeichnenden Relaiskennung über den zweiten Funkkanal aus. Das aus dem Qualitäts kriterium und der Relaiskennung bestehende Relaissignal wird von allen Relaisstationen empfangen. In jeder Relais station wird, soweit für den Verbindungsaufbau erforder lich, das in dem Relaissignal enthaltene Qualitätskriterium der anderen Relais stationen mit dem eigenen Qualitäts kriterium verglichen. e) Diejenige Relaisstation, deren Empfangsqualität am besten ist, übernimmt die Master-Funktion, das heisst, der Sende-. teil 33, 34, 35 bzw. 133, 134, 135 dieser Relaisstation wird hochgetastet und die Aussendung einer von einer mobilen Funkstation ausgestrahlten Nachricht vorbereitet. Werden in zwei oder mehreren Relais stationen gleiche bestmögliche Empfangsqualitäten ermittelt, so wird eine dieser Relais stationen durch ihre vorher festgelegte Relaiskennung auto matisch bevorzugt, so dass also nur diese Relais station die Master-Funktion übernimmt. f) Die anderen Relais stationen übernehmen die Slave-Funktion, das heisst, ihre Empfangsteile 28, 29, 30; 128, 129, 130 und Sendeteile 33, 34, 35; 133, 134, 135 werden blockiert. Von diesen Relais stationen kann dann also die Nachricht nur über den zweiten Funkkanal empfangen werden. g) Der Vorgang der Bewertung der Empfangsqualität und der gegen seitige Austausch der Relaissignale erfolgt, soweit für den Verbindungsaufbau erforderlich, für alle Relais stationen gleichzeitig. Master- und Slave-Funktionen schliessen sich gegenseitig aus. h) Wird von der die Master-Funktion aufweisenden Relaisstation keine Nachricht bzw. keine Modulation mehr empfangen, so kehren nach einer kurzen Verzögerungszeit alle Relaisstationen in den Ruhezustand zurück. i) Der Verbindungsaufbau von der Zentralstation 15 bzw. 155 über den zweiten Funkkanal wird dadurch eingeleitet, dass die Empfangsteile 36, 37, 38 bzw. 136, 137, 138 aller Relais stationen einen HF-Träger mit ausreichender Quali tät empfangen. Alle Relaisstationen übernehmen dann die Slave-Funktion. D) Aufbau der Relais-Diversity-Einrichtungen (Fig. 3) Die Relaisstationen können mit handelsüblichen und, soweit erforderlich, für den Gleichwellenbetrieb geeigneten Funksende- und -empfangsgeräten aufgebaut werden. Alle erforderlichen Steuerungsfunktionen übernehmen die Relais Diversity-Einrichtungen In dem in Fig. 3 gezeigten Blockschaltbild einer Relais station, zum Beispiel der Relaisstation 110 (vgl. Fig. 2), die denselben Aufbau wie die Relaisstation 111 und 112 auf weist, ist die Relais-Diversity-Einrichtung 119 (durch strichpunktierte Linien umrahmter Schaltungsteil) ausführ- licher dargestellt. Die Relais-Diversity-Einrichtung umfasst eine Wandler einheit 160, einen Kennungsgeber 161, einen Kennungs auswerter 162, eine Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 und einen Modulationsschalter 164. Die Wandlereinheit 160 weist zwei Eingänge 165 und 166 auf, von denen der erste Eingang 165 mit einem ersten Ausgang 167 des Empfangsteils 128 des ersten Duplex-Gerätes 116 und der zweite Eingang 166 mit einem ersten Ausgang 168 des Empfangs teils 136 des zweiten Duplex-Funkgerätes 152 verbunden ist. Die Wandlereinheit 160 steht über zwei Verbindungsleitungen 169, 170 mit der Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 und über eine dritte Verbindungsleitung 171 mit dem Kennungsgeber 161 in Verbindung. Ein Ausgang des Kennungsgebers 161 steht ebenso wie ein zweiter Ausgang 173 des Empfangsteils 128 mit einem ersten Eingang 174 des Sendeteils 133 des zweiten Duplex Funkgerätes 152 in Verbindung. Die Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 hat fünf Ausgänge 175 bis 179 sowie einen Eingang 180, der mit dem Ausgang des Kennungsauswerters 162 verbunden ist. Von den Ausgängen der Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 ist der erste Ausgang 175 mit einem Steuereingang 181 des Modulationsschalters 164, der zweite Ausgang 176 mit einem Eingang des Empfangsteils 128, der dritte Ausgang 177 mit einem ersten Eingang 182 des Sende teils 125, der vierte Ausgang 178 mit einem Eingang des Empfangsteils 136 und der fünfte Ausgang 179 mit einem zweiten Eingang 183 des Sendeteils 133 verbunden An einen zweiten Aus gang 184 des Empfangsteils 136 schliesst sich ein zweiter Ein gang 185 des Sendeteils 125 an. Der Modulationsschalter 164 liegt zwischen dem zweiten Ausgang 173 des Empfangsteils 128 und dem zweiten Eingang 185 des Sendeteils 125. E) Funktion der Relais-Diversity-Einrichtungen 1. Wandereinheit Die Wandlereinheit 160 (Fig. 3) hat die Aufgabe, einen von der Empfangsqualität, das heisst im einfachsten Falle von der Empfangsfeldstärke des Empfangsteils 128 abgeleiteten Span nungspegel in ein Qualitätskriterium umzuwandeln und mit einer Relaiskennung zu versehen. Im einzelnen werden folgende Auf gaben erfüllt: a) Beim Überschreiten einer vorgegebenen MindestempEangs- qualität, zum Beispiel Q = Qmint liefert die Wandler einheit ein Steuersignal q1, vgl. Fig. 5 d, vordere Flanke F, an die Vergleichs- und Steuerungseinheit und legt damit den Zeit-Nullpunkt für den Beginn des Verbindungsaufbaus fest. Dieser Zeit Nullpunkt gilt gleichermassen für alle Relaisstationen. Er synchronisiert den zeitlichen Ablauf des Verbin dungsaufbaus. b) Umwandlung des zum Beispiel durch einen Spannungs pegel UQ dargestellten Empfangsqualitätskriteriums in eine Qualitätszeit TQ (vgl. Fig. 4 a, 4 b). Der Zusammenhang zwischen dem Spannungspegel U und der Q Qualitätszeit T ist oberhalb eines vorgegebenen Schwellwertes UQmin durch eine stetig (Fig. 4 a) oder sprunghaft (Fig. 4 b) fallende Kennlinie in einem Bereich zwischen einem oberen und unteren Grenzwert der Qualitätszeiten TQmin, TQmaX gekennzeichnet. c) Der Qualitätszeit T wird eine Relaiskennung K ange fügt. Diese ist für jede Relaisstation unterschied lich zu wählen (vgl. Fig. 5 und 6). Die Kennung kann vorzugsweise für ein Funknetz nach Fig. 1 durch Schwingungszüge gleicher Kennungsfrequenz f und mit c von Relaisstation zu Relaisstation unterschiedlicher Kennungszeit TK1i0' T lil' TKll2 (Fig. 5) und für ein Funknetz nach Fig. 1 oder 2 durch Schwingungszüge unterschiedlicher Kennungsfrequenz fK110 fK1l1r fK112 und gleicher Kennungsdauer T c (vgl. Fig. 6) dargestellt sein. d) Umsetzen der Qualitätszeit T der Relaiskennung K in ein Qualitätskennungssignal ml, m1l, das alle für den Verbindungsaufbau notwendigen Informationen enthält und zu Vergleichszwecken der Vergleichs- und Steuerungs einheit 163 und dem Kennungsgeber 161 zugeführt wird. 2. Kennungsgeber Der Kennungsgeber 161 (Fig. 3) erzeugt anhand des Qualitäts kennungssignals m1, m1' (Fig. 5, 6), das ihm von der Wandler einheit 160 geliefert wird, ein Relaissignal m2, m2', das vorzugsweise aus einem Tonfrequenzimpuls besteht. Das Relais signal m2 bzw. m21 wird dem Sendeteil 133 zugeführt. 3. Kennungsauswerter Der Kennungsauswerter 162 (Fig. 3) wertet ein gegebenenfalls von dem Empfangsteil 136 empfangenes und demoduliertes Relaissignal d2, d21 einer anderen Relaisstation aus und gibt an die Vergleichs- und Steuereinheit 163 das ausgewertete Relaissignal zu Vergleichszwecken ab. Während das empfangene und demodulierte Relaissignal d2, d2' dem Relaissignal m2 bzw. m2' entspricht, hat das von dem Kennungsauswerter 162 abgegebene Auswertersignal d1, d1' einen dem Qualitäts Kennungssignal m1, ml entsprechenden zeitlichen Verlauf. Für den Fall, dass für eine Relaiskennung unterschiedliche Kennungsfrequenzen fK verwendet werden, ist für jede Kennungs frequenz ein gesonderter Kennungsauswerter, zum Beispiel 162, 262, 362, erforderlich. 4. Vergleichs- und Steuerungseinheit Wie bereits weiter oben erwähnt, dient die Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 einer jeden Relaisstation 110, 111, 112 zur Aktivierung oder Blockierung der Empfangsteile der ersten Duplex-Funkgeräte 116, 117, 118 und der Sendeteile der zweiten Duplex-Funkgeräte 152, 153, 154; vgl. Fig. 2. Die da für benötigten Steuerkriterien werden aus den Signalen q1, q2 sowie aus dem zeitlichen Vergleich der Signale ml bzw m der eigenen Relaisstation mit dem Signal d1, d1' einer anderen Relaisstation abgeleitet. Dabei ergeben sich folgende Zustände bzw. Funktionen: a) Ruhezuständ Im Ruhezustand steht weder an dem Ausgang 167 des Empfangsteils 128 des ersten Duplex-Funkgerätes 116 noch an dem Ausgang 168 des Empfangsteils 136 des zweiten Duplex-Funkgerätes 152 ein Spannungspegel UQ1, UQ2 an, der den der vorgegebenen Mindest Empfangsqualität entsprechenden Pegel aufweist. Die Wandlereinheit 160 gibt somit weder ein Steuer signal q1 noch ein Steuersignal q2 ab. Die Sende teile 125, 133 der beiden Duplex-Funkgeräte 116, 152 sind daher blockiert und die Empfangsteile 128, 136 in Empfangsbereitschaft. b) Sendebereitscha¯ft auf dem ersten Funkkanal Empfangen die Relaisstationen einen HF-Träger und hat der Spannungspegel UQ1 am Ausgang 167 des Empfangsteils 128 des ersten Duplex-Funkgerätes 116 oder der Spannungspegel UQ2 am Ausgang des Empfangs teils 133 einer Relaisstätion den der vorgegebenen Mindest-Empfangsqualität entsprechenden Wert erreicht oder überschritten, so liefert die Wandlereinheit 160 ein Steuersignal q1 oder q2 an die Vergleichs- und Steuerungseinheit 163. Dadurch wird der Sendeteil 125 des ersten Duplex-Funkgerätes 116 hochgetastet und der Sendeteil 133 des zweiten Duplex-Funkgerätes 152 blockiert. Die Empfangsteile beider Duplex-Funkgeräte sind empfangsbereit. Dieser Zustand wird auch nach dem Ausbleiben der Steuersignale q1 und q2 für ein bestimmte Dauer TV1 von zum Beispiel zwei bis drei Sekunden auf rechterhalten. Danach wird die Relaisstation automa tisch in den Ruhezustand zurückgeführt; vgl Fig. 5 d. c) Aussenden der Relaiskenhungen auf den zweiten Funkkanal Befinden sich die Relaisstationen in Sendebereitschaft, so sendet jede Relaisstation nur dann ihre eigene Relaiskennung K, das ist für die Relaisstation 110 die Relaiskennung K110 aus, wenn sie keine Relaiskennung einer anderen Relais station zuvor empfangen, demodu liert, ausgewertet und der Vergleichs- und Steuerungs einheit 163 zugeführt hat. Dies gilt für das Funknetz nach Fig. 2. d) Markierung einher Wartezeit In der Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 befindet sich ein Zeitkreis, der mit der ansteigenden Flanke der Relaislcennung K, das heisst zu einem Zeitpunkt tKa (Fig. 7), gesetzt wird und der eine einer Wartezeit TW entsprechende Zeitkonstante hat, die etwas grösser ist als die längste Kennungszeit TK, vgl. Fig. 5 und 7 a. Die Bedeutung der Wartezeit ist weiter unten erläutert. e) übernahme der Master-Funktion Wird in einer Relaisstation, zum Beispiel der Relais station 110, bis zum Ende der Wartezeit Tw keine Relaiskennung K einer anderen Relaisstation empfangen, demoduliert, ausgewertet und der Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 zugeführt, dann wird nach Ablauf der Wartezeit Tw der Empfangsteil 136 des zweiten Duplex-Funkgerätes 152 blockiert und der Sendeteil 133 dieses Duplex-Funkgerätes hochgetastet. Dieser Zustand bleibt auch noch nach dem Ausbleiben des Signals q1 der Wandlereinheit 160 erhalten, und zwar für eine Dauer TV2 von zum Beispiel 200 ms. Danach wird die für die Master-Funktion bestimmte Relais station, zum Bei spiel die Relaisstation 110, automatisch in den Ruhe zustand umgeschaltet, in welchem der Empfangsteil 136 empfangsbereit und der Sendeteil 133 blockiert ist. f) Übernahme der Slave-Funktion Trifft in einer Relaisstation, zum Beispiel der Relais station 111, vor dem Ablauf der eigenen Qualitätszeit TQ111 oder in dem Zeitintervall von T + TK111 bis 'ei11 TQ111 + Tw eine Relaiskennung einer anderen Relais station, zum Beispiel 110, ein und gelangt diese nach dem Empfang, der Demodulation und der Auswertung zu der Vergleichs- und Steuerungseinheit 163, so wird sofort beim Empfang der Relaiskennung der Empfangsteil 129 des ersten Duplex-Funkgerätes der Relaisstation 111 blockiert. Dieser Zustand bleibt auch nach Wegfall der Steuersignale q1, q2 für die Dauer der Verzögerungs zeit TV2 von zum Beispiel 200 ms erhalten. Der Sendeteil des ersten Duplex-Funkgerätes ist bei einer Relais station mit Slave-Funktion hochgetastet, der Sendeteil des zweiten Duplex-Funkgerätes blockiert und der Empfangsteil des zweiten Duplex-Funkgerätes empfangsbereit. F. Zeitlicher Ablauf des Verbindungsaufbaus Anhand der Fig. 7 bis 9 werden Beispiele des zeitlichen Ablaufs des Verbindungsaufbaus für die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Funknetze beschrieben. 1. Es wird davon ausgegangen, dass sich alle Relaisstationen 10, 11, 12 bzw. 110, 111, 112 zunächst im Ruhezustand befinden. Empfängt beispielsweise nur der Empfangsteil 128 der ersten Relaisstation 110 ein Signal von der mobilen Station 113 (vgl. Fig. 2) mit ausreichender Empfangs qualität, so sendet der Sendeteil 133 dieser Relais station nach Ablauf der Qualitätszeit TQ110 (vgl. Fig. 7 a) die Relaiskennung K110 aus. Weil der Empfangsteil 136 vor Ablauf der Qualitätszeit TQ1 10 keine Relaiskennung von anderen Relais stationen über den zweiten Funkkanal empfängt, wird der Sendeteil 133 nach Ablauf der Warte zeit TW hochgetastet und der Empfangsteil 136 blockiert. Damit hat die Relaisstation 110 die Master-Funktion übernommen. Die Relaisstationen 111 und 112 verharren zunächst im Ruhezustand, weil die Empfangsteile 129, 130 kein Signal mit ausreichender Empfangsqualität empfangen. Diese Relaisstationen übernehmen jedoch durch den Empfang der über den zweiten Funkkanal ausgestrahlten Relais kennung K110 der Relaisstation 110 sofort die Slave Funktion. Dieser Vorgang ist in den Fig 7 b und 7 c dargestellt. 2. Empfängt beispielsweise der Empfangsteil 128 der ersten Relaisstation 110 ein Signal der mobilen Funkstation 113 mit einer ersten Empfangsqualität (Qualitätszeit TQ110) und der Empfangsteil 129 der zweiten Relaisstation 111 ein Signal mit einer zweiten, geringeren Empfangsqualität (Qualitätszeit TQ111), SO übernimmt die Relaisstation 111 die Master-Funktion aufgrund ihrer besseren Empfangs bedingungen; vgl. Fig. 8 a. Die Relaisstationen 110 und 112 übernehmen durch den Empfang der über den zweiten Funkkanal ausgestrahlten Relaiskennung K110 der Relais station 110 nach Ablauf der Wartezeit TW die Slave-Funktion. Die Aussendung der eigenen Kennung K111 der Relaisstation 111 wird unterdrückt; vgl. punktierte Linien in Fig. 8 b. In der Relaisstation 112 wird keine eigene Qualitätsbewertung ausgelöst, da die Mindestempfangsqualität Qmin nicht er reicht wurde; vgl. Fig. 8 c. 3. Es wird angenommen, dass die Empfangsteile 128, 129 der Relaisstationen 110 und 111 von einer mobilen Funk station ein Signal mit gleicher Empfangsqualität und der Empfangsteil 130 der Relaisstation 112 das Signal mit einer geringeren Empfangsqualität empfängt, wobei jedoch die Empfangsqualitäten über der vorgegebenen Mindestempfangsqualität liegen. Die Relaisstation 110 sendet nach Ablauf der Qualitätszeit TQ1 10' vgl. Fig. 9 a, ihre Relaiskennung K110 weil der Empfangsteil 136 weder vor Ablauf der Zeit TQ110 noch in dem Zeitintervall von T + T bis T + T eine Relaiskennung einer Q K110 Q110 W anderen Relaisstation über den zweiten Funkkanal empfängt. Nach Ablauf der Wartezeit Tw wird der Sendeteil 133 hoch getastet und der Empfangsteil 136 blockiert. Damit hat die Relaisstation 110 die Master-Funktion übernommen. Die Relaisstation 111 beginnt zur gleichen Zeit wie die Relaisstation 110 mit der Aussendung ihrer Kennung T Bk111; vgl. Fig. 9 b. Da der Empfangsteil 137 innerhalb des Zeit intervalls von TQ111 + TK111 bis TQ111 + Tw die Relais- kennung K110 der Re]aisstation 110 empfängt, übernimmt die Relaisstation 111 nicht die Master-Funktion, sondern die Slave-Funktion. Wird als Relaiskennung anstelle einer Kennungszeit TK eine Kennungsfrequenz fK verwendet, so muss die Entscheidung zur Übernahme der Master- oder der Slave-Funktion aus der in der Vergleichs- und Steuerungseinheit 163 vorprogrammierten Rangfolge der Kennungsfrequenzen abgeleitet werden. Durch den Empfang der Relaiskennung K110 K111 der Relais stationen 110 und 111 übernimmt nach Ablauf der Wartezeit Tw die Relaisstation 112 die Slave-Funktion, weil sie die Relaiskennungen der anderen Relais stationen während der Qualitätszeit TQ112 empfängt; vgl. Fig. 9 c. Der vorstehend beschriebene zeitliche Ablauf des Verbindungsaufbaus bezog sich auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. In einem Funknetz nach Fig. 1 ist der zeitliche Ablauf insofern anders, als durch die Verwendung von Simplex-Funkgeräten die Empfangsteile 36, 37, 38 jeweils blockiert und die Sendeteile 33, 34, 35 im Sendebetrieb sind. In den Fig. 7 bis 9 sind die entsprechenden Zeitabschnitte gestrichelt dargestellt. Das Zeitintervall von TQ + TK bis TQ + Tw ermöglicht dann auch die eindeutige Auswertung der Relaiskennungen K110, K111, wenn sich diese zeitlich überlappen; vgl. Fig. 9.

Claims: Ans-prüche 1. Funknetz mit wenigstens zwei an verschiedenen Stellen eines Gebietes befindlichen und in Funkverbindung stehenden ortsfesten Relaisstationen sowie mit mindestens zwei'Funkstationen, die über die--orts- festen Relaisstationen in Funkverbindung treten können, dadurch gekennzeichnet, dass jede Funk station (13, 14; 113, 114) je ein Duplex-Funkgerät (39, 40; 139, 140) enthält, das auf einem ersten Funk kanal sendet und empfängt, dass jede Relais station (10, 11, 12; 110, 111, 112) erstens je ein Duplex Funkgerät (16, 17, 18; 116, 117, 118) enthält, das ebenfalls auf dem ersten Funkkanal sendet und empfängt, dass jede Relaisstation (10, 11, 12) zweitens entweder ein Simplex-Funkgerät (22, 23, 24) enthält, das auf einem zweiter Funkkanal sendet und empfängt, oder je ein zweites Duplex-Funkgerät (152, 153, 154) enthält, das über einen zweiten Funkkanal mit einer zusätzlichen ortsfesten Relaisstation (155), die ein Duplex-Funk gerät (156) enthält, in Funkverbindung steht, und dass jede Relaisstation (10, 11, 12; 110, 111, 112) drittens je eine mit beiden Funkgeräten (16, 22) verbundene Relais-Diversity-Einrichtung (19, 20, 21; 119, 120, 121) aufweist, die die Empfangsqualität der von einer mobilen Station ausgesendeten Funksignale feststellt und mit den von den Relais-Diversity-Einrichtungen der anderen Relais stationen festgestellten Empfangsqualitäten ver gleicht und nur in derjenigen Relaisstation (10) mit der besten Empfangsqualität den auf den ersten Funkkanal abge stimmten Empfangsteil (28) und Sendeteil (25) mit dem auf den zweiten Funkkanal abgestimmten Sendeteil (34) und Empfangsteil (37) verbindet und in den anderen Relais stationen (11, 12) den auf den ersten Funkkanal abgestimm ten Empfangsteil (29, 30) und den auf den zweiten Funk kanal abgestimmten Sendeteil (35, 36) blockiert. 2. Funknetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Relaisstation (10, 11, 12), die Signale einer Funkstation (13) empfängt, eine Information über den zweiten Kanal aussendet, die ein der jeweiligen Empfangs qualität entsprechendes Qualitätskriterium sowie ein für die betreffende Relais station charakteristisches Kennungs kriterium umfasst, und dass in den Relaisstationen die eigene Information mit den Informationen der anderen Relais stationen verglichen wird. 3. Funknetz nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangsqualitätskriterium eine Oualitätszeit (TQ) ist, die im umgekehrten Verhältnis zur Empfangsfeldstärke steht. 4. Funknetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangsqualitätskriterium aus einer Gleichspannung einer bestimmten, der Empfangsqualität entsprechenden Dauer (TQ) besteht. 5. Funknetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennungskriterium der Relaisstationen (10, 11, 12) aus einer Wechsel spannung mit gleicher Kennungsfrequenz (fc) ) und einer bestimmten, für die betreffende Relais station charakteristischen Dauer (Tg) besteht. 6. Funknetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kennungskriterium der Relaisstationen (10, 11, 12) aus einer Wechselspannung gleicher Kennungsdauer (Tc) und einer bestimmten, für die betreffende Relais station charakteristischen Kennungsfrequenz (fK) besteht.

Inventors: GORZEL, HERIBERT, DIPL. ING., KRAUSE, KLAUS
Applicants: ROBERT BOSCH GMBH
Application year: 1980
Main classification: H04B7
IPC codes: H04B7, H04H20