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DE19723497A1 - Radio network especially for paging systems - Google Patents

Radio network especially for paging systems

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Publication number
DE19723497A1
DE19723497A1 DE19723497A DE19723497A DE19723497A1 DE 19723497 A1 DE19723497 A1 DE 19723497A1 DE 19723497 A DE19723497 A DE 19723497A DE 19723497 A DE19723497 A DE 19723497A DE 19723497 A1 DE19723497 A1 DE 19723497A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
time
radio network
network according
clock
base stations
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19723497A
Other languages
German (de)
Inventor
Rainer Dipl Ing Bott
Michael Dipl Ing Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
R & S Bick Mobilfunk GmbH
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Original Assignee
R & S Bick Mobilfunk GmbH
Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by R & S Bick Mobilfunk GmbH, Rohde and Schwarz GmbH and Co KG filed Critical R & S Bick Mobilfunk GmbH
Priority to DE19723497A priority Critical patent/DE19723497A1/en
Publication of DE19723497A1 publication Critical patent/DE19723497A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04H—BROADCAST COMMUNICATION
    • H04H20/00—Arrangements for broadcast or for distribution combined with broadcast
    • H04H20/65—Arrangements characterised by transmission systems for broadcast
    • H04H20/67—Common-wave systems, i.e. using separate transmitters operating on substantially the same frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
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    • G01F11/025—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type with manually operated pistons
    • G01F11/028—Apparatus requiring external operation adapted at each repeated and identical operation to measure and separate a predetermined volume of fluid or fluent solid material from a supply or container, without regard to weight, and to deliver it with measuring chambers which expand or contract during measurement of the piston type with manually operated pistons the dosing device being provided with a dip tube and fitted to a container, e.g. to a bottleneck
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    • G01S2205/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

The radio network includes a central station and several base stations connected to the central station via transmission paths. The base stations carry out actions at accurate times controlled by the central station. A generator is provided in the central station and generates accurate time information and accurate clock. The time and clock information are integrated in the data stream which is transmitted from the central station to the base stations. Preferably, the time and clock information are integrated in the data stream using a multiplexer. The information are extracted in the base stations using a corresponding demultiplexer and are further processed for synchronisation of the actions.

Description

Die Erfindung betrifft und geht aus von einem Funknetz laut Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates and is based on a radio network Preamble of the main claim.

Funknetze dieser Art, bei denen jeweils mehrere über eine Zen­ trale gesteuerte Einrichtungen jeweils zum genau festgesetzten selben Zeitpunkt Aktionen ausführen müssen, sind bekannt und werden in zunehmendem Maße eingesetzt. Dies gilt beispielsweise für die bekannten Funkrufsysteme (z. B. City-Ruf), bei denen meh­ rere Gleichwellensender gleichzeitig auf derselben Frequenz zu einem bestimmten Zeitpunkt dasselbe Signal senden. Bei solchen Funkrufsystemen, die in einem räumlich sehr großen Gebiet arbei­ ten, besteht außerdem das Problem, daß bei Aufteilung in unter­ schiedliche Rufzonen die Aussendungen dieser unterschiedlichen Rufzonen sich gegenseitig nicht stören. Wenn dies nicht durch räumliche oder frequenzmäßige Trennung der Rufzonen vermieden werden kann muß durch ein Zeitmultiplexsystem dafür gesorgt wer­ den, daß die Sender der einen Rufzone auf einer Frequenz nur dann senden dürfen wenn die Sender der anderen Rufzone zum glei­ chen Zeitpunkt nicht senden. Die Umschaltung zwischen den Rufzo­ nen muß synchron erfolgen, was in Grenzgebieten benachbarter Länder bzw. benachbarter Funknetze nur durch eine Absolutfestle­ gung der Sendezeiten pro Rufzone gewährleistet werden kann. Die Genauigkeitsanforderungen des deutschen Cityrufsystems schreiben beispielsweise vor, daß die Umschaltzeiten nur ±0,25 s bezogen auf MEZ betragen darf, das ERMES-System schreibt ±2 ms bezogen auf UTC vor.Radio networks of this type, in which several each have a Zen central controlled facilities each at precisely specified have to perform actions at the same time are known and are increasingly used. This applies, for example for the well-known radio paging systems (e.g. city call), where meh other single-frequency transmitters simultaneously on the same frequency send the same signal at a certain time. In such Paging systems operating in a very large area ten, there is also the problem that when dividing into below different call zones the broadcasts of these different Call zones do not interfere with each other. If not by spatial or frequency separation of the call zones avoided must be ensured by a time division multiplex system for who that the transmitter of the one call zone on one frequency only then be allowed to transmit if the transmitters of the other call zone are at the same time not send the time. Switching between the Rufzo NEN must be synchronous with what is bordering in border areas  Countries or neighboring radio networks only through an absolute fix transmission times per call zone can be guaranteed. The Write accuracy requirements of the German city call system For example, before that the changeover times refer to only ± 0.25 s to MEZ, the ERMES system writes ± 2 ms related on UTC.

Ein anderes Beispiel sind Funkortungssysteme mit mehreren ört­ lich getrennt aufgestellten Funkpeilern, die, gesteuert über eine Zentrale, jeweils zur gleichen Zeit auf derselben Frequenz Funkpeilungen durchführen.Another example is radio location systems with multiple locations direction finders, which are controlled separately a control center, at the same time on the same frequency Perform radio bearings.

Es ist Aufgabe der Erfindung, für ein Funknetz dieser Art ein System aufzuzeigen, mit dem die bei solchen Funknetzen erforder­ liche Synchronisation auf sehr einfache und trotzdem genaue Weise durchgeführt werden kann.It is an object of the invention for a radio network of this type Show system with which the required in such radio networks synchronization on very simple, yet accurate Way can be done.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Funknetz laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprü­ chen.This task is based on a radio network according to the generic term of the main claim solved by its characteristic features. Advantageous further developments result from the dependent claims chen.

Beim erfindungsgemäßen Funknetz ist in der Zentrale nur ein ein­ facher zusätzlicher Generator vorgesehen, der sowohl hochgenaue Uhrzeitinformationen als auch hochgenaue Taktimpulsinformationen liefert. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen sogenann­ ten GPS(Global Position System) -Empfänger handeln, solche GPS-Em­ pfänger stehen zwischenzeitlich mit der erforderlichen hohen Genauigkeit im Nanosekunden-Bereich sehr preiswert zur Verfü­ gung. Sie liefern am Ausgang einerseits hochgenau die weltweite Referenzeit UTC (Universal Time Coordinate) als auch einen hoch­ genauen sogenannten 1-pps(puls per second)-Sekundenimpuls. Diese Zeit- und Taktinformationen werden dem Nutzdatenstrom hinzuge­ fügt und stehen in den Basisstationen dann unmittelbar für die Ableitung der Synchronisationskriterien zur Verfügung. Die Er­ findung ist für alle Systeme geeignet, bei denen mehrere dezen­ trale Einrichtungen gesteuert über eine Zentrale jeweils zum selben Zeitpunkt vorbestimmte Aktionen ausführen müssen, also beispielsweise bei den oben erwähnten Funkrufsystemen für die Gleichwellenaussendung, Rufzonenumschaltung oder Peilersynchro­ nisation. Die Erfindung ist außerdem sowohl bei unidirektionalen Systemen wie den erwähnten Funkrufsystemen einsetzbar als auch bei bidirektionalen Systemen.In the radio network according to the invention there is only one in the center multiple additional generator provided that is both highly accurate Time information as well as highly accurate clock pulse information delivers. This can be, for example, a so-called act GPS (Global Position System) receivers, such GPS Em in the meantime, receivers stand with the required high Accuracy in the nanosecond range is very inexpensive supply. On the one hand, they deliver the worldwide precisely at the exit  Reference time UTC (Universal Time Coordinate) as well as a high exact so-called 1-pps (pulse per second) second pulse. This Time and clock information are added to the user data stream then adds and stands in the base stations for the Derivation of the synchronization criteria available. The he The invention is suitable for all systems in which several dezen central facilities controlled by a central office at each must perform predetermined actions at the same time, that is for example in the paging systems mentioned above for the Common wave transmission, call zone switchover or direction finder synchro nization. The invention is also unidirectional Systems such as the paging systems mentioned can be used as well in bidirectional systems.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen am Beispiel eines Funkrufsystems näher erläutert.The invention is described below with the aid of schematic drawings using a paging system as an example.

Fig. 1 zeigt das Prinzipschaltbild einem sogenannten Paging-Net­ zes mit einer Zentrale 1 und einer Vielzahl von einzelnen im Gleichwellenbetrieb arbeitenden Funkzellen 2, die zu einer Ruf­ zone 7 bzw. 7' zusammengefaßt sind. Die Funkzellen 2 werden je­ weils über Gleichwellensender 4 bedient, die ihrerseits die aus­ zusendenden Funkrufnachrichten als Datenströme von der Zentrale 1 erhalten und zwar über eine Satellitenübertragungsstrecke 5 mit einem geostationären Satelliten. Innerhalb der durch die Funkzellen gebildeten Rufzone werden mobile Empfänger 6 betrie­ ben, denen die Nachricht aus der Zentrale 1 übermittelt werden soll. Fig. 1 shows the basic circuit diagram of a so-called paging network with a central office 1 and a large number of individual radio cells 2 operating in single-wave operation, which are combined into a call zone 7 or 7 '. The radio cells 2 are each operated via single-frequency transmitters 4 , which in turn receive the paging messages to be sent as data streams from the control center 1 , specifically via a satellite transmission link 5 with a geostationary satellite. Within the call zone formed by the radio cells, mobile receivers 6 are operated, to which the message from the control center 1 is to be transmitted.

Die Gleichwellensender 4 senden jeweils gleichzeitig auf dersel­ ben Frequenz zu einem bestimmten Zeitpunkt jeweils dasselbe Si­ gnal aus. Um einen ungestörten Empfang in den Überlappungsgebie­ ten zwischen den Sendern zu gewährleisten bestehen daher sehr hohe Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit und die Frequenz­ stabilität der Sender und auch an die zeitliche Synchronität der Modulationssignale von benachbarten Sendern.The single-wave transmitters 4 each transmit the same signal at the same frequency at a certain time. In order to ensure undisturbed reception in the overlapping areas between the transmitters, there are therefore very high demands on the frequency accuracy and the frequency stability of the transmitters and also on the temporal synchronicity of the modulation signals from adjacent transmitters.

Ein weiteres Problem bei solchen Funkrufsystemen besteht darin, daß in benachbarten Rufzonen 7 bzw. 7' die Gleichwellensender grundsätzlich unterschiedliche Aussendungen haben, so daß eine Überlagerung in Überlappungsgebieten von benachbarten Rufzonen zu einer Störung des Empfangs führen kann. Wenn dies durch räum­ liche oder frequenzmäßige Trennung der Rufzonen nicht vermieden werden kann und im Versorgungsgebiet keine Lücken möglich sind, können solche Störungen nur durch einen Zeitmultiplexbetrieb der benachbarten Rufzonen durchgeführt werden, d. h. wenn die Sender der einen Rufzone 7 auf einer Frequenz senden so dürfen die Sen­ der der anderen Rufzonen (z. B. 7') zum gleichen Zeitpunkt nicht auf derselben Frequenz senden. Dies setzt eine exakte synchrone Umschaltung zwischen den Rufzonen voraus, was innerhalb eines Systems nicht weiter schwierig ist. In Grenzgebieten von benach­ barten Ländern oder benachbarten Netzen ist eine solche Synchro­ nisation aber nur durch eine Absolutfestlegung der Sendezeiten pro Rufzone möglich.Another problem with such paging systems is that in adjacent call zones 7 and 7 ', the single-wave transmitters have fundamentally different transmissions, so that overlapping in overlapping areas of adjacent call zones can lead to interference with reception. If this cannot be avoided by spatial or frequency separation of the call zones and no gaps are possible in the coverage area, such interference can only be carried out by time-division multiplexing of the neighboring call zones, i.e. if the transmitters of one call zone 7 are allowed to transmit on one frequency Do not transmit the other call zones (e.g. 7 ') on the same frequency at the same time. This requires an exact synchronous switching between the call zones, which is not difficult within a system. In border areas of neighboring countries or neighboring networks, such synchronization is only possible through an absolute definition of the transmission times per call zone.

Sowohl die Synchronisation für den Gleichwellenbetrieb als auch für das synchrone Umschalten zwischen den Rufzonen wird durch das nachfolgend näher beschriebene System ermöglicht. Both the synchronization for synchronous operation as well for synchronous switching between the call zones is by the system described in more detail below.  

Zunächst wird die Gleichwellensynchronisation anhand der Fig. 2 näher erläutert.First, the single-wave synchronization is explained in more detail with reference to FIG. 2.

In der Zentrale 1 ist ein üblicher GPS-Empfänger 10 vorgesehen, der neben einer weltweiten Referenzzeit UTC einen hochgenauen Sekundenimpuls 1pps liefert. Diese hochgenaue Zeitinformation und der hochgenaue Takt werden einem Multiplexer 11 zugeführt und hierdurch dem von der Zentrale 1 zu den Basisstationen 4 zu übertragenden Nutzdatenstrom dargestellt durch eine beliebige Datenquelle 12 hinzugefügt. Der Multiplexer 11 umkleidet den Da­ tenstrom mit einem Rahmen, der die Zeitinformation sowie den hochgenauen Takt beinhaltet. Aus diesem hochgenauen Takt wird der Datentakt abgeleitet, der in den Basisstationen 4 zur Syn­ chronisation der dort integrierten Referenzfrequenz dient. Zu diesem Zweck ist in den Basisstationen ein entsprechender Demul­ tiplexer 13 vorgesehen, durch den der Rahmen von den zu übertra­ genden Daten entfernt wird. Die so empfangsseitig vom Nutzdaten­ strom wieder getrennte hochkonstante Zeitinformation und der hochgenaue Takt werden einer Synchronisationseinrichtung 14 zu­ geführt, durch welche die Gleichwellensynchronisation der Basis­ station 4 ausgeführt wird. Der abgetrennte Nutzdatenstrom wird einer Datensenke 15 zugeführt und beispielsweise zur Abstrahlung über den Gleichwellensender aufbereitet. Die Übertragungsstrecke 5 muß bezüglich ihrer Laufzeit konstant und bekannt sein.A conventional GPS receiver 10 is provided in the control center 1 and , in addition to a worldwide reference time UTC, delivers a highly accurate 1 pulse per second. This highly accurate time information and the highly accurate clock are fed to a multiplexer 11 and thereby added to the user data stream to be transmitted from the central station 1 to the base stations 4 , represented by any data source 12 . The multiplexer 11 encloses the data stream with a frame that contains the time information and the highly accurate clock. From this high-precision clock, the data clock is derived, which is used in the base stations 4 for the synchronization of the reference frequency integrated there. For this purpose, a corresponding demul tiplexer 13 is provided in the base stations, through which the frame is removed from the data to be transmitted. The highly constant time information separated from the user data stream in this way on the receiving side and the highly precise clock are fed to a synchronization device 14 , through which the single-wave synchronization of the base station 4 is carried out. The separated useful data stream is fed to a data sink 15 and processed, for example, for radiation via the single-wave transmitter. The transmission path 5 must be constant and known with regard to its transit time.

In diesem Beispiel ist die Übertragung nur in einer Richtung be­ schrieben, der Vorgang kann jedoch bei anderen Anwendungsfällen ebenso reziprok in der anderen Richtung ablaufen. In this example, the transmission is only in one direction wrote, but the process can be used in other use cases run the same way reciprocally in the other direction.  

Nachfolgend werden Einzelheiten der Synchronisation und der dazu benutzten Komponenten erläutert.Below are details of the synchronization and related to it used components explained.

Durch die Satellitenübertragung mit geostationären Satelliten entsteht eine absolute Laufzeit, die vom Standort der Basissta­ tionen abhängig ist (z. B. Süddeutschland ca. 256 ms, Nord­ deutschland ca. 258 ms). Diese unterschiedliche Laufzeit ist in der Basisstation bei der Ausgabe der Zeit berücksichtigt. Zum Einkalibrieren des Standortes müssen bei der Inbetriebnahme die Standortkoordinaten der Basisstationen in die Synchronisations­ einrichtung 14 einprogrammiert werden.Satellite transmission with geostationary satellites creates an absolute runtime that depends on the location of the base stations (e.g. southern Germany approx. 256 ms, northern Germany approx. 258 ms). This different runtime is taken into account in the base station when the time is output. To calibrate the location, the location coordinates of the base stations must be programmed into the synchronization device 14 during commissioning.

Als Datenquelle 12 dient beispielhaft ein Rechner, der die Daten für die Datensenke dem Multiplexer 11 zur Weiterverarbeitung übergibt. In dem hier dargelegten Beispiel ist der Multiplexer als Einsteckkarte in den Rechner integriert.A computer is used as the data source 12 , for example, which transfers the data for the data sink to the multiplexer 11 for further processing. In the example presented here, the multiplexer is integrated into the computer as a plug-in card.

Die Aufgabe des Multiplexers 11 ist es, die vom GPS-Empfänger 10 übergebenen UTC-Zeitinformationen sowie den 1pps-Puls in den an die Übertragungsstrecke 5 zu sendenden Datenstrom zu integrie­ ren. Dies erfolgt transparent zu den zu übertragenden Nutzdaten. Die Integration kann durch das Einfügen eines besonderen Daten­ musters zu Beginn jeder Sekunde erfolgen, wobei auch die UTC-Zeit­ information integriert ist. Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, daß bei Verlust dieses besonderen Datenmusters die Syn­ chronität verloren gehen kann.The task of the multiplexer 11 is to integrate the UTC time information transmitted by the GPS receiver 10 and the 1pps pulse into the data stream to be transmitted to the transmission path 5. This is done transparently with the user data to be transmitted. The integration can be done by inserting a special data pattern at the beginning of every second, whereby the UTC time information is also integrated. A disadvantage of this solution, however, is that if this particular data pattern is lost, the synchronicity can be lost.

Vorteilhafter erfolgt die Übertragung der Zeit und des 1pps-Im­ pulses mit Hilfe einer in Fig. 3 dargestellten Rahmenstruktur, bei der z. B. 20 Rahmen pro Sekunde gebildet werden, unabhängig von der Datenrate der Satellitenstrecke. Innerhalb jedes Rahmens werden Teile des Synchronisationsmusters sowie ein Teil der UTC-Information integriert, so daß Datensenken-seitig eine Aufsyn­ chronisation auf die 1pps/UTC-Zeitbasis erfolgen kann.The time and the 1pps pulse are advantageously transmitted with the aid of a frame structure shown in FIG . B. 20 frames per second are formed, regardless of the data rate of the satellite link. Parts of the synchronization pattern and part of the UTC information are integrated within each frame, so that data sinks can be synchronized to the 1pps / UTC time base.

In Fig. 3 bedeuten S die Synchronisation, UTC die UTC Informa­ tion und DATA die Nettodaten.In Fig. 3, S means the synchronization, UTC the UTC information and DATA the net data.

Das Synchronisationsmuster dient zur eindeutigen Identifizierung des Beginns einer Sekunde, die durch den 1pps-Impuls festgelegt wird.The synchronization pattern is used for unambiguous identification the beginning of a second determined by the 1pps pulse becomes.

Im Falle, daß keine Nutzdaten, d. h. z. B. keine Funkrufe zu über­ tragen sind, generiert der Multiplexer 11 selbständig idle-Se­ quenzen. Dadurch wird die Synchronisation der Funkbasisstationen immer aufrechterhalten. Innerhalb der idle-Sequenzen kann zu­ sätzlich signalisiert werden, ob die im Telegramm-Strom inte­ grierten Zeitinformationen gültig sind. Eine solche Kennung ist z. B. dann notwendig, wenn verschiedene Datenquellen mit ihren zugehörigen Multiplexern an eine Übertragungsstrecke angeschlos­ sen werden können.In the event that no user data, ie for example no radio calls are to be transmitted, the multiplexer 11 automatically generates idle sequences. As a result, the synchronization of the radio base stations is always maintained. Within the idle sequences it can also be signaled whether the time information integrated in the telegram stream is valid. Such an identifier is e.g. B. necessary if different data sources with their associated multiplexers can be ruled out on a transmission link.

Der Sendetakt für die Kommunikation auf der Übertragungsstrecke wird z. B. vom GPS-Empfänger 10 direkt zur Verfügung gestellt oder aber vom Multiplexer aus dem zugeführten hochgenauen Takt abgleitet. Dieser Takt ist in der Regel phasenstarr mit dem 1pps-Signal des GPS-Empfängers gekoppelt.The send clock for communication on the transmission link is e.g. B. provided directly by the GPS receiver 10 or derived from the multiplexer from the supplied high-precision clock. This clock is usually phase-locked to the 1pps signal from the GPS receiver.

Als Quelle der Zeitinformationen und des hochgenauen Taktes kann ein GPS-Empfänger oder ein DCF-77-Empfänger verwendet werden. As the source of the time information and the highly precise clock can a GPS receiver or a DCF-77 receiver can be used.  

Auf der Übertragungsstrecke wird z. B. das in der Patentanmeldung P 197 05 817 beschriebene Protokoll verwendet.On the transmission line, for. B. in the patent application P 197 05 817 protocol used.

Beispielhaft könnten folgende Übertragungsmedien für das hier vorgestellte Verfahren angewendet werden:
Satellitenübertragung (geostationäre Satelliten).
Standleitungen.
Wählleitungen bekannten Leitungsweges.
Richtfunk.
Glasfaser.
Weitere Medien, die obige Rahmenbedingungen einhalten.The following transmission media could be used as an example for the method presented here:
Satellite transmission (geostationary satellites).
Dedicated lines.
Dial-up lines of known route.
Microwave radio.
Glass fiber.
Other media that comply with the above conditions.

Dabei ist es unerheblich, ob die Übertragung unidirektional oder bidirektional stattfindet. Die Laufzeit der Strecke muß jedoch bekannt und konstant sein.It is irrelevant whether the transmission is unidirectional or takes place bidirectionally. However, the running time of the route must be known and constant.

Der Demultiplexer 13 arbeitet auf Korrelationsbasis. Er ver­ gleicht (korreliert) die Synchronisationsmuster der Rahmen mit den auf dem Demultiplexer abgespeicherten Referenzmuster und be­ rechnet für jede Bitposition innerhalb des Rahmens die Überein­ stimmung. Wird die 1pps-Kennung erkannt, wird sie ausgegeben, ebenso wie die extrahierte UTC-Zeit.The demultiplexer 13 works on a correlation basis. It compares (correlates) the synchronization patterns of the frames with the reference patterns stored on the demultiplexer and calculates the correspondence for each bit position within the frame. If the 1pps identifier is recognized, it is output, as is the extracted UTC time.

Der Multiplexer 11 arbeitet taktgetrieben. Er bekommt den Takt von einem vorgeschalteten Demodulator, der in Fig. 2 in die Übertragungsstecke integriert ist. Dies impliziert, daß die Ge­ nauigkeit direkt von der Genauigkeit des Demodulatortaktes ab­ hängt. Dieser Demodulator regeneriert die Datenbits sowie den hochgenauen Takt des vom Multiplexer ausgegebenen Datensignales.The multiplexer 11 works clock-driven. It receives the clock from an upstream demodulator, which is integrated in the transmission path in FIG. 2. This implies that the accuracy depends directly on the accuracy of the demodulator clock. This demodulator regenerates the data bits and the high-precision clock of the data signal output by the multiplexer.

Prinzipiell kann die Datensenke beliebig sein. Nachfolgend wird beispielhaft die Anwendung innerhalb einer Funkbasisstation er­ läutert.In principle, the data sink can be any. Below is for example the application within a radio base station purifies.

Die Datensenke kann aus Untereinheiten bestehen, die die empfan­ genen Daten und Synchroninformationen jeweils individuell wei­ terverarbeiten. Diese benötigen hierfür die zentrale Synchroni­ sation, so daß ihre Aktionen zeitgleich erfolgen.The data sink can consist of subunits that it receives data and synchronized information each individually processing. For this they need the central synchronizer sation, so that their actions take place simultaneously.

Zentrales Element einer Funkbasis-Station ist die Synchronisie­ rung bezüglich des Gleichwellenbetriebes. Die Taktaufbereitung innerhalb der Datensenke verarbeitet die vom Demodulator regene­ rierten Datentakt-Signale und synchronisiert mit deren Hilfe eine interne Referenzfrequenz frequenz- oder auch phasenmäßig auf die notwendige Genauigkeit. Diese Taktaufbereitung versorgt die gesamte Senke mit dem Referenztakt, wobei sich die einzelnen Untereinheiten z. B. die Sender ihren Takt selbst generieren kön­ nen.The central element of a radio base station is synchronization tion with regard to synchronous operation. The clock preparation within the data sink the regene processed by the demodulator dated data clock signals and synchronized with their help an internal reference frequency in terms of frequency or phase to the necessary accuracy. This clock preparation supplies the entire depression with the reference clock, whereby the individual Subunits e.g. B. the transmitters can generate their own clock nen.

Neben der beschriebenen frequenzmäßigen Synchronisation auf die zentrale Versorgung besteht aufgrund der Gleichwellennetz-Forde­ rung bei Funkruf-Systemen die Notwendigkeit der zeitlichen An­ bindung an die (GPS-) Uhrzeit der Zentrale. Dies erfolgt, indem im Multiplexer die UTC-Zeit sowie der Ipps-Takt in den Daten­ strom gemultiplext wird. Der Demultiplexer trennt diese Informa­ tion wieder und liefert die Signale getrennt an die Taktaufbe­ reitung. Der 1pps-Impuls wird standortabhängig verzögert und an die Verbraucher (bei Paging-Systemen die Sender) verteilt.In addition to the frequency synchronization described on the Central supply exists due to the single-wave network requirement In the case of paging systems, the necessity of timing binding to the (GPS) time of the control center. This is done by the UTC time and the Ipps clock in the data in the multiplexer current is multiplexed. The demultiplexer separates this information tion and delivers the signals separately to the clock processor  riding. The 1pps pulse is delayed depending on the location and on distributes the consumers (in the case of paging systems the transmitters).

Nach einer erstmaligen Synchronisierung mittels der 1pps-Impulse können die Sender sowie die Taktaufbereitung selbständig arbei­ ten, da sie anhand des genauen Referenztaktes ihre interne Zeitinformationen selbst generieren und verwalten können. Die 1pps-Takte sowie die UTC-Zeit, die der Demultiplexer liefert, dienen hauptsächlich zur Resynchronisation bzw. zu Überprüfung der internen Zeit-Informationen.After a first synchronization using the 1pps pulses the transmitters and the clock processing can work independently ten, since they use the exact reference clock to determine their internal Generate and manage time information yourself. The 1pps clocks and the UTC time that the demultiplexer supplies, are mainly used for resynchronization or checking the internal time information.

Im Fehlerfalle, wenn kein Übertragungssignal verfügbar ist, kann die gesamte Synchronisation solange aufrechterhalten werden, bis aufgrund der Frequenzunterschiede der einzelnen Referenzen die Gleichlaufbedingungen verletzt werden. 1pps-Impulse, die nicht korrekt im Zeitraster abgeliefert werden, können durch die in­ terne Verarbeitung erkannt und eliminiert werden.In the event of an error, if no transmission signal is available, the entire synchronization can be maintained until due to the frequency differences of the individual references Synchronism conditions are violated. 1pps pulses that are not can be delivered correctly in the time grid, by the in internal processing can be recognized and eliminated.

Die einzelnen Datensenken erhalten z. B. vom Satelliten ihre Zeitsynchronisation. Der 1pps-Impuls wird nun in der Senke um einen Wert τ1 verzögert, so daß der verzögerte Impuls exakt zur nächsten UTC-Sekunde auftritt. Wenn τs die Laufzeit der Übertra­ gungsstrecke ist, so gilt demgemäß τ1 = 1 s - τs.The individual data sinks receive e.g. B. from the satellite their time synchronization. The 1pps pulse is now delayed in the sink by a value τ 1 , so that the delayed pulse occurs exactly at the next UTC second. If τ s is the transit time of the transmission link, then τ 1 = 1 s - τ s applies accordingly.

Die Laufzeit τs der Strecke ist natürlich standortabhängig un­ terschiedlich und wird aus den Standortkoordinaten und standort­ spezifischen Parametern errechnet. The running time τ s of the route is of course different depending on the location and is calculated from the location coordinates and location-specific parameters.

Zusätzlich zu τs existiert z. B. bei Paging-Systemen noch eine sendezugabhängige Laufzeit τTX, die maßgeblich vom Sender ab­ hängt. Diese Laufzeit ist untereinheitenspezifisch und kann in der jeweiligen Einheit zusätzlich mit einer einstellbaren Verzö­ gerung τ2 kompensiert werden.In addition to τ s z. B. in paging systems still a send train-dependent transit time τ TX , which depends largely on the transmitter. This runtime is subunit-specific and can also be compensated for in the respective unit with an adjustable delay τ 2 .

Somit gilt τ1 + τ2 + τTX + τs = 1s.Hence τ 1 + τ 2 + τ TX + τ s = 1s.

τ1 wird hierbei so eingestellt, daß gilt
τ 1 is set so that applies

Die individuellen τ2 werden entsprechend der obigen Gleichung eingestellt.The individual τ 2 are set according to the above equation.

Mit diesem Verzögerungsmechanismus wird die geforderte Genauig­ keit zwischen zwei Datensenken erreicht.This delay mechanism makes the required accuracy between two data sinks.

Die vom Multiplexer übertragene absolute UTC-Zeit wird in der Senke um z. B. eine Sekunde vorgestellt, so daß die Synchronität auf z. B. Nachbarnetze bezüglich der Uhrzeit erhalten bleibt.The absolute UTC time transmitted by the multiplexer is in the Sink by z. B. presented a second so that the synchronicity on z. B. neighboring networks with respect to the time is preserved.

Die Taktgenerierung sowie die Zeitaussendung in den Untereinhei­ ten ist an die UTC-Zeit bzw. die verzögerten 1pps-Impulse gekop­ pelt. Daher senden z. B. alle Sender eines Netzes innerhalb der geforderten Zeittoleranz gleichzeitig aus, so daß die Gleichwel­ lenforderung erfüllt ist. Weiterhin ist durch die direkte Anbin­ dung an die UTC-Zeit das Gleichwellenverhalten zu Nachbarnetzen gewährleistet. Dies setzt natürlich voraus, daß das Nachbarnetz ebenfalls an die UTC-Zeit angebunden ist.The clock generation and the time transmission in the subunit ten is linked to the UTC time or the delayed 1pps pulse pelt. Therefore send z. B. all transmitters of a network within the required time tolerance at the same time, so that the same len requirement is met. Furthermore, through the direct connection the same-wave behavior to neighboring networks guaranteed. Of course, this assumes that the neighboring network is also linked to UTC time.

Claims (12)

1. Funknetz mit einer Zentrale und mehreren durch Übertra­ gungsstrecken damit verbundenen Basisstationen, die, ge­ steuert durch die Zentrale, jeweils zu exakt vorbestimm­ ten Zeiten Aktionen ausführen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Zentrale ein Generator zum Erzeugen einer hochgenauen Zeitinformation und eines hochgenauen Taktes vorgesehen ist und die so gewonnenen Zeit- und Taktinformationen in den von der Zentrale zu den Basisstationen zu übertragenden Nutzdatenstrom integriert werden.1. Radio network with a control center and several base stations connected by transmission lines, which, controlled by the control center, perform actions at exactly predetermined times, characterized in that in the control center a generator for generating a highly accurate time information and a highly accurate Clock is provided and the time and clock information thus obtained are integrated in the user data stream to be transmitted from the central station to the base stations. 2. Funknetz nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die in der Zentrale gewonnenen Zeit- und Taktinformationen mittels eines Multiplexers in den Nutzdatenstrom integriert werden und in den Basissta­ tionen mittels entsprechender Demultiplexer wieder extra­ hiert und zur Synchronisation der zeitgleichen Aktionen weiterverarbeitet werden.2. Radio network according to claim 1, characterized records that those obtained at the headquarters Time and clock information by means of a multiplexer in the user data stream are integrated and in the base sta extra demultiplexer here and to synchronize the simultaneous actions to be processed further. 3. Funknetz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei der Rückgewinnung der Zeit- und Taktinformationen in den Basisstationen die sich aus den unterschiedlichen Standortkoordinaten der Basis­ stationen ergebenden unterschiedlichen Laufzeiten der Übertragungsstrecken zwischen Zentrale und jeweiliger Basisstation entsprechend berücksichtigt werden.3. Radio network according to claim 1 or 2, characterized records that when the time and clock information in the base stations the different location coordinates of the base resulting different terms of the  Transmission lines between headquarters and the respective Base station are taken into account accordingly. 4. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Zeit- und Taktinformationen erzeugende Generator ein GPS-Empfänger ist.4. Radio network according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the time and Clock generator generating a GPS receiver is. 5. Funknetz nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vom GPS-Empfänger erzeugte UTC-Zeitinformation und der Sekundentaktimpuls dem Multi­ plexer zugeführt und in den über die Übertragungsstrecke zu übertragenden Nutzdatenstrom integriert werden.5. Radio network according to claim 4, characterized records that the one generated by the GPS receiver UTC time information and the second pulse to the Multi fed plexer and in the over the transmission link user data stream to be transmitted. 6. Funknetz nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zeit- und Taktinformationen aufgeteilt auf eine aus mehreren aufeinanderfolgenden Rahmen bestehende Rahmenstruktur im Nutzdatenstrom über­ tragen werden.6. Radio network according to claim 4 or 5, characterized records that the time and clock information divided into one of several successive Existing frame structure in the user data stream will wear. 7. Funknetz nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Demultiplexer ein der Rahmen­ struktur entsprechendes Referenzrahmenmuster abgespei­ chert ist und die Rückgewinnung der Zeit- und Taktinfor­ mation durch Korrelation erfolgt.7. Radio network according to claim 6, characterized records that in the demultiplexer one of the frames corresponding reference frame pattern and the recovery of the time and clock information mation by correlation. 8. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertra­ gungsstrecken zwischen der Zentrale und den Basisstatio­ nen eine Satellitenübertragungsstrecke benutzt wird. 8. Radio network according to one of the preceding claims, characterized in that as a transfer routes between the headquarters and the base station a satellite transmission link is used.   9. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Basisstationen eine bei Ausfall der übertragenen Zeit- und Taktinforma­ tionen aktivierbare interne Taktquelle vorgesehen ist.9. Radio network according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the base stations one in the event of failure of the transmitted time and clock information tion activatable internal clock source is provided. 10. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstationen je­ weils Gleichwellensender der einzelnen Funkzellen eines Funkrufsystems für mobile Empfänger sind und mit den rückgewonnenen Zeit- und Taktinformationen jeweils der Gleichwellenbetrieb der Sender synchronisiert wird.10. Radio network according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the base stations each because a single-wave transmitter of the individual radio cells Paging systems for mobile receivers are and with the recovered time and clock information of each Synchronous operation of the transmitter is synchronized. 11. Funksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ange­ wendet bei einem Funkrufsystem mit mehreren benachbarten, teilweise sich überlappenden Rufzonen, von denen jede eine Zentrale und mehrere zugehörige Gleichwellensender aufweist und bei dem die Gleichwellensender der einzelnen Rufzonen jeweils zeitlich nacheinander senden, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten zwi­ schen den Rufzonen in Abhängigkeit von der in der Zentrale empfangenen hochgenauen Zeit gesteuert ist.11. Radio system according to one of the preceding claims applies to a paging system with several neighboring, partially overlapping call zones, each of which a control center and several associated single-frequency transmitters and in which the single-wave transmitter of the individual Send call zones one after the other, thereby characterized that switching between the call zones depending on the in the Central received highly accurate time is controlled. 12. Funknetz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstationen je­ weils gleichzeitig auf gleicher Frequenz wirksame Peiler eines aus mehreren Peilstationen bestehenden Peilsystems sind.12. Radio network according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the base stations each direction finder acting simultaneously on the same frequency a DF system consisting of several DF stations are.
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