Verfahren zur Funkübertragung in einem Gefahrmeldesystem

Abstract

 Bei dem Verfahren zur Funkübertragung in einem Gefahrenmeldesystem, bei dem die Empfänger(E1,E2) der einzelnen Teilnehmer (TST1,TST2) zyklisch in vorgegebenen Abfrageintervallen (AIV) eingeschaltet werden und vor dem Aussenden von Datentelegrammen (D) jeweils eine relativ lange Präambel (P) ausgesendet wird, damit der gewünschte Teilnehmer (TST) bei seinem nächsten Abfragezeitpunkt den Sendewunsch erkennt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß nach einem ersten Datenaustausch die Empfänger (E1,E2) der Teilnehmer (TST1,TST2) für eine vorgegebene Zeitspanne (EIV13;EIV23) in erhöhter Empfangsbereitschaft verbleiben. Nachfolgende Datentelegramme, insbesondere Antworttelegramme (AT), können dann ohne neue lange Präambel (P) gesendet und empfangen werden, wodurch sich insbesondere die Antwortzeiten, etwa bei der Abfrage von Bediengeräten aus, erheblich verkürzen lassen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funkübertragung in einem Gefahrenmeldesystem mit einer Mehrzahl von Teilnehmern, die jeweils einen Sender und einen Empfänger aufweisen, wobei die Empfänger der einzelnen Teilnehmer zyklisch in vorgegebenen Abfrageintervallen eingeschaltet werden, wobei ferner sendewillige Teilnehmer vor Aussendung eines Datentelegramms eine Präambel senden, deren Länge zumindest dem Intervall zwischen zwei Abfragezeitpunkten der Empfänger entspricht und die zumindest die Adresse eines für einen Datenaustausch gewünschten Teilnehmers und einen Startzeitpunkt für den Datenaustausch enthält, und wobei der Empfänger des jeweils gewünschten Teilnehmers nach Erhalt der Präambel bis zu dem Startzeitpunkt eingeschaltet bleibt, um das Datentelegramm von dem sendewilligen Teilnehmer zu empfangen.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist bereits in der EP 1282094 A2 beschrieben. In derartigen Funkanlagen, in denen sich die Empfänger in einem quasi kontinuierlichen Betrieb befinden, erfordern die Übertragungsprozeduren eine relativ lange Präambel vor dem eigentlichen Daten-Telegramm, bedingt durch die Abfrageintervalle. Denn der Empfänger muß sich innerhalb der durch die Präambel gegebenen Vorlaufzeit mindestens einmal einschalten, um den Kommunikationswunsch der Gegenstation zu erkennen. Diese langen Präambeln, die beispielsweise etwa 0,5 s lang sind, machen routende Systeme relativ träge. Das gilt insbesondere dann, wenn die Information über mehrere Zwischenstationen zu einer entfernten Gegenstation geschickt oder von dort abgefragt werden soll.

[0003] Bei der normalen Alarmübertragung fällt dieser Zeitverlust in der Regel nicht auf, und er hat auch keine Rückwirkung auf die Sicherheit des Meldesystems. Sobald jedoch von Hand betätigte Bedienteile in dem System betrieben werden, beispielsweise zur Aktivierung bzw. Deaktivierung von Alarmanlagen, können die Antwortzeiten des Systems bereits bei einigen wenigen Zwischenstationen undiskutabel lang werden. Deshalb wird bisher in solchen Systemen darauf verzichtet, von Hand betätigte Bedienteile über längere Funkstrecken zu betreiben.

[0004] Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Funkübertragung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß der Zeitverlust durch lange Präambeln vermindert und insbesondere lange Wartezeiten für eine Rückmeldung, beispielsweise bei Bedienteilen, vermieden werden.

[0005] Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Empfänger der jeweils empfangenden Teilnehmer nach dem Empfang des Datentelegramms für eine vorgegebene Zeitspanne in erhöhter Empfangsbereitschaft bleiben, um weitere Datentelegramme ohne vorausgehende lange Präambel empfangen zu können, und daß die sendenden Teilnehmer in dieser Zeitspanne jeweils Datentelegramme ohne oder mit verkürzter Präambel senden.

[0006] Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet also in der bekannten Weise damit, daß der Sender einer Nachricht zunächst eine lange Präambel vorausschickt, damit die Empfänger aus Energiespargründen nur selten in den Funkkanal hören müssen und sich trotzdem einsynchronisieren können. Allerdings schalten bei der Erfindung die Empfänger der an einem Datenaustausch beteiligten Teilnehmer nicht sofort nach Abschluß des Datenaustausches wieder in den Stromsparmodus, sondern sie hören für eine vorbestimmte Zeit mit ihrer Empfangseinrichtung weiterhin den Funkkanal ab, damit für ein folgendes weiteres Telegramm auf die lange Präambel verzichtet werden kann. Dabei kann das Folgetelegramm sowohl von dem Ziel der ersten Nachricht in Form einer Antwort, zum Beispiel auf eine Bedienfeldabfrage, oder von der Quelle der Nachricht, zum Beispiel als Information über mehrere Telegramme, oder auch von irgendeiner anderen Station ausgehen. Diejenigen Sender, die in dieser nachfolgenden Zeitspanne eine Nachricht übertragen wollen, bauen dabei ihr Telegramm so auf, daß die lange Präambel nicht zum Tragen kommt.

[0007] Die erhöhte Empfangsbereitschaft kann dabei dadurch erreicht werden, daß die Empfänger über die vorgegebene Zeitspanne ständig eingeschaltet bleiben. Es ist aber auch denkbar, daß die Empfänger über diese vorgegebene Zeitspanne in kürzeren Abständen als den vorgegebenen Abfrageintervallen immer wieder eingeschaltet werden. Dementsprechend werden in diesem Zeitraum die Datentelegramme ganz ohne Präambel oder mit einer erheblich verkürzten Präambel gesendet.

[0008] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß in einem Funknetzwerk nach einer Datenübertragung zwischen einem sendenden Teilnehmer über mindestens eine Zwischenstation zu einem empfangenden Teilnehmer alle an der Datenübertragung beteiligten Stationen für die vorgegebene Zeitspanne in der erhöhten Empfangsbereitschaft verbleiben. Diese erhöhte Empfangsbereitschaft kann zusätzlich auch alle Teilnehmer einschließen, welche in Funkreichweite der an der Datenübertragung beteiligten Teilnehmer liegen.

[0009] In einer vorteilhaften weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Funktelegramme jeweils derart aufgebaut sind, daß zunächst ein Datentelegramm für empfangsbereite Partner ohne Präambel mit einer anschließenden Antwortzeit ausgesendet wird und daß dann für gewünschte weitere Partner, die im Ruhezustand verharren, eine Präambel mit einem nochmals folgenden Datentelegramm ausgesendet wird. Damit werden sowohl Teilnehmer angesprochen, die sich im aktiven Betriebszustand befinden, als auch Teilnehmer, die aus dem inaktiven Zustand sozusagen noch geweckt werden müssen.

[0010] In dem Funksystem werden die jeweiligen Zeiten so abgestimmt, daß sowohl Teilnehmer mit als auch Teilnehmer ohne die erfindungsgemäße erhöhte Empfangsbereitschaft nach einem Datenaustausch betrieben werden können. Damit ist es möglich, bei besonders kostengünstigen Teilnehmern auf die Funktion der längeren Bereitschaft zu verzichten und so Rechnerressourcen zu sparen, während andere Teilnehmer, wie vorzugsweise handbetätigte Bedienteile, durch diese Funktion lange Antwortzeiten vermeiden.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.

[0012] Es zeigt

Figur 1 ein Zeitschema mit den jeweiligen Einschaltzeiten von Sendern und Empfängern zweier Funkteilnehmer bei einem herkömmlichen Verfahren mit langer Präambel,

Figur 2 ein Figur 1 entsprechendes, erfindungsgemäßes Zeitschema mit den Einschaltzeiten von Sendern und Empfängern mit erhöhter Empfangsbereitschaft nach einem ersten Datenaustausch, wobei die Empfänger kontinuierlich eingeschaltet bleiben,

Figur 3 ein Figur 2 entsprechendes Zeitschema nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei nach einem ersten Datenaustausch die Empfänger jeweils in kurzen Zeitabständen eingeschaltet werden,

Figur 4 eine schematische Darstellung eines Funknetzwerkes, wobei alle an einem Nachrichtenpfad zwischen einem sendenden Teilnehmer und einem Ziel-Teilnehmer beteiligten Zwischenstationen nach dem Datenaustausch in erhöhter Empfangsbereitschaft verbleiben,

Figur 5 eine schematische Darstellung eines Funknetzwerks entsprechend Figur 4, wobei zusätzlich zu den an der Nachrichtenübermittlung beteiligten Zwischenstationen auch alle in deren Funkreichweite befindlichen Teilnehmer in erhöhte Empfangsbereitschaft versetzt werden, und

Figur 6 das Schema eines Funktelegramms, bei dem vor dem Aussenden einer Präambel und zusätzlich nach der Präambel jeweils das Datentelegramm gesendet wird.

[0013] Figur 1 zeigt in einem Zeitschema die Ein- und Ausschaltzeiten von Empfängern und Sendern in einem erfindungsgemäß betriebenen Funknetzwerk. Dargestellt sind schematisch eine erste Teilnehmerstation TST1 und eine zweite Teilnehmerstation TST2 mit jeweils einem Empfänger E1 bzw. E2 und einem Sender S1 und S2, welche miteinander in Funkverkehr treten. Um bei den einzelnen Teilnehmerstationen Energie zu sparen, werden die Empfänger nicht kontinuierlich eingeschaltet, sondern lediglich in vorgegebenen Abfrageintervallen AIV. Somit wird der Empfänger E1 der Teilnehmerstation TST1 jeweils zu den Zeitpunkten t11, t12... jeweils kurzzeitig eingeschaltet. Dies wird in der Zeichnung als ein Impuls dargestellt, bei dem der Leistungswert P kurzzeitig auf 1 steigt und dann wieder auf 0 zurückfällt. In gleicher Weise wird auch der Empfänger E2 der Teilnehmerstation TST2 in den Abfrageintervallen AIV zu den Zeitpunkten t21, t22 ... jeweils kurzzeitig eingeschaltet. Erkennen die Empfänger kein an sie gerichtetes Funktelegramm, schalten sie sofort wieder aus.

[0014] Wenn nun der Sender S1 eine Nachricht übermitteln will, so sendet er, beispielsweise zum Zeitpunkt tp zunächst eine Präambel P, deren Länge zumindest dem Abfrageintervall AIV entspricht, so daß sie auf jeden Fall von den Empfängern der übrigen Teilnehmerstationen an einem ihrer Einschaltzeitpunkte empfangen wird. Der Empfänger E2 empfängt also die Präambel zum Zeitpunkt t25 und bleibt dann eingeschaltet, um zum Zeitpunkt td das nach der Präambel P von dem Sender S1 ausgesendete Datentelegramm D zu empfangen. Nach Abgabe des Datentelegramms schaltet die Teilnehmerstation TST1 ihren Empfänger E1 wieder ein, um ein Bestätigungstelegramm BST von der Teilnehmerstation 2 zu empfangen. Dies geschieht innerhalb des Empfangsintervalls EIV1. Danach wird der Empfänger E1 in den Abfrageintervallen jeweils wieder nur kurzzeitig eingeschaltet, also zu den Zeitpunkten t17, t18 usw. Wenn nun die Teilnehmerstation TST2 ein Antworttelegramm senden will, muß sie zunächst wieder eine Präambel P mit dem anschließenden Datentelegramm D abgeben. Der Empfänger E1 empfängt zum Zeitpunkt t18 die Präambel und bleibt dann eingeschaltet, bis er das Datentelegramm D empfangen hat. Der Empfänger E2 wird nach Abgabe des Datentelegramms D wieder eingeschaltet, um während eines Empfangsintervalls EIV2 ein Bestätigungstelegramm BST von der Teilnehmerstation TST1 zu empfangen. Danach schalten beide Teilnehmerstationen ihre Empfänger E1 bzw. E2 wieder nur in den vorgegebenen Abfrageintervallen zu den Zeitpunkten t19, t20 bzw. t26, t27 usw. ein.

[0015] Figur 2 zeigt einen entsprechenden Zeitablauf für das erfindungsgemäße Verfahren. Die Teilnehmerstationen TST1 und TST2 schalten ihre Empfänger E1 und E2 wie im Fall der Figur 1 jeweils in den vorgegebenen Abfrageintervallen AIV zu den Zeitpunkten t11, t12... bzw. t21, t22... ein. Wie im vorhergehenden Fall will nun die Teilnehmerstation TST1 über ihren Sender S 1 ein Funktelegramm abgeben und schaltet deshalb zum Zeitpunkt tp den Sender S1 ein, um zunächst eine Präambel P und dann ein Datentelegramm zu senden. Der Empfänger E2 in der Teilnehmerstation TST2 empfängt die Präambel zum Zeitpunkt t25 und bleibt eingeschaltet, bis er das Datentelegramm D empfangen hat. Danach sendet er zum Zeitpunkt ts21 ein Bestätigungstelegramm BST, das von dem Empfänger E1 in dem Empfangsintervall EIV11 erwartet und empfangen wird. Nach diesem Datenaustausch wird jedoch der Empfänger E1 nach einem kürzeren Intervall als dem vorgegebenen Abfrageintervall AIV, nämlich zum Zeitpunkt te1, wieder auf Empfang geschaltet und er empfängt zum Zeitpunkt ts22 das ohne Präambel gesendete Antworttelegramm AT von dem Sender S2 der Teilnehmerstation TST2. Der Sender S1 bestätigt mit dem Bestätigungstelegramm BST, das während eines Empfangsintervalls EIV22 von dem Empfänger E2 empfangen wird. Danach schalten beide Empfänger E1 und E2 für ein vorgegebenes Empfangsintervall EIV13 bzw. EIV23 auf Empfang, um im Bedarfsfall weitere Telegramme ohne Präambel sofort empfangen zu können.

[0016] Figur 3 zeigt einen gegenüber Figur 2 leicht abgewandelten Verfahrensablauf. Auch in diesem Fall sendet der Sender S1 zunächst ein Funktelegramm mit einer Präambel P und einem Datentelegramm D, das von dem Empfänger E2 zum Zeitpunkt t25 während eines Empfangsintervalls EIV21 empfangen wird. Wie im vorhergehenden Fall wird auch hier der Empfang mit dem Bestätigungstelegramm BST bestätigt, welches in dem Empfangsintervall EIV 11 von dem Empfänger E1 empfangen wird. Danach wird jedoch der Empfänger E1 nicht für ein längeres Empfangsintervall dauernd eingeschaltet, sondern er wird in kurzen Zeitabständen jeweils kurzzeitig auf Empfang geschaltet, also für den Zeitpunkt te11, te12, te13 usw., bis von dem Sender S2 ein (Antwort-)Telegramm ANT mit einer verkürzten Präambel PK und einem Datentelegramm D empfangen wird. Dies erfolgt in dem Empfangsintervall EIV14. Danach gibt der Sender S1 ein Bestätigungstelegramm BST ab, welches während eines Empfangsintervalls EIV24 von dem Empfänger E2 empfangen wird. Danach gehen beide Empfänger E1 und E2 wiederum in kurzen Zeitabständen für eine vorgegebene Zeitspanne auf Empfang, so daß jeweils Empfangsintervalle EIV15 bzw. EIV25 bis zum Ende dieser Zeitspanne zum Zeitpunkt tee1 bzw. tee2 bereitstehen. Erst wenn in dieser Zeitspanne kein weiteres Telegramm ankommt, schalten beide Empfänger wieder in den Ruhebetrieb, in welchem die Empfänger lediglich zu den vorgegebenen Abfrageintervallen eingeschaltet werden.

[0017] Figur 4 zeigt schematisch ein Funknetzwerk mit einer großen Zahl von Teilnehmerstationen TST. Wird nun hier von einem Quellenteilnehmer QT zu einem Zielteilnehmer ZT eine Nachricht über mehrere Zwischenstationen ZWT übertragen, so kann nach der Erfindung vorgesehen werden, daß alle an dem durch Pfeile MP gekennzeichneten Nachrichtenpfad beteiligten Zwischenstationen ebenso wie die Quellenstation QT und die Zielstation ZT nach der ersten Datenübertragung für eine vorgegebene Zeitspanne in der beschriebenen erhöhten Empfangsbereitschaft verbleiben.

[0018] In Figur 5 ist wiederum das Schema von Figur 4 für ein Funknetzwerk mit einer großen Zahl von Teilnehmerstationen TST gezeigt. Dabei ist schematisch angedeutet, daß neben den unmittelbar an einer Nachrichtenübertragung zwischen einem Quellenteilnehmer QT und einem Zielteilnehmer ZT beteiligten Zwischenstationen ZWT auch alle weiteren Teilnehmerstationen für eine vorgegebene Zeitspanne in erhöhter Empfangsbereitschaft verbleiben, welche jeweils in Funkreichweite FR der an der Nachrichtenübertragung beteiligten Stationen liegen. In Figur 5 ist jeweils die Funkreichweite der verschiedenen Teilnehmerstationen QT, ZT bzw. ZWT in Form von gestrichelten Kreisen FR angedeutet. Alle in diesen Funkreichweiten FR liegenden Teilnehmerstationen TST, die entsprechend der beschriebenen Funktion nach dem ersten Datenaustausch in einer erhöhten Empfangsbereitschaft verbleiben, sind in Figur 5 dunkel gezeigt, während die im Ruhezustand verharrenden Teilnehmerstationen weiß bleiben.

[0019] Figur 6 zeigt den beispielhaften Aufbau eines Funktelegramms für die Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Übertragungsverfahren. Ein solches Telegramm enthält zu Anfang ohne vorausgehende Präambel ein Datentelegramm D, welches von Partnern, die in aktiver Empfangsbereitschaft sind, sofort empfangen werden kann. Auf das Datentelegramm D folgt eine kurze Antwortzeit AZ, um ein Bestätigungstelegramm von dem entsprechenden Partner empfangen zu können. Ist in dieser Antwortzeit AZ die Antwort auf das Datentelegramm eingetroffen, kann der Sendevorgang bereits beendet werden. Im anderen Fall folgt nun auf die Antwortzeit AZ eine Präambel für solche Partner, welche sich nicht in Empfangsbereitschaft befinden, und danach folgt noch einmal das Datentelegramm D mit einer nachfolgenden Antwortzeit AZ, um den Datenaustausch mit den nunmehr erst eingeschalteten Teilnehmerstationen auszuführen. In Figur 6 sind beispielshalber Zeiten für die einzelnen Telegrammabschnitte gezeigt. So ist für das anfängliche Datentelegramm D und die zugehörige Antwortzeit AZ beispielsweise ein Zeitabschnitt von etwa 50 ms typisch, während die Präambel P in dem Beispiel eine Länge von 500 ms besitzen kann. Das nachfolgende Datentelegramm D mit Antwortzeit AZ kann dann beispielshalber wieder 50 ms dauern. Aus diesen Vergleichsangaben läßt sich ersehen, daß durch den erfindungsgemäßen Betrieb die Antwortzeiten erheblich verkürzt werden können, wenn für ein Antworttelegramm keine neue Präambel erforderlich ist. In dem in Figur 6 gezeigten Beispiel können in diesem Fall sowohl die Präambel P mit beispielsweise 500 ms und die Zeit für das nachgeschaltete Datentelegramm sowie eine zusätzliche Antwortzeit AZ mit zusätzlich 50 ms, eingespart werden, was in diesem Beispiel eine Zeitersparnis ZSP von 550 ms bedeuten würde.

Ansprüche

1. Verfahren zur Funkübertragung in einem Gefahrenmeldesystem mit einer Mehrzahl von Teilnehmern (TST1, TST2), die jeweils einen Sender (S1,S2) und einen Empfänger (E1,E2) aufweisen, wobei die Empfänger (E1,E2) der einzelnen Teilnehmer (TST) zyklisch in vorgegebenen Abfrageintervallen (AIV) eingeschaltet werden, wobei ferner sendewillige Teilnehmer (TST1) vor Aussendung eines Datentelegramms (D) eine Präambel (P) senden, deren Länge zumindest dem Abfrageintervall (AIV) zwischen zwei Abfragezeitpunkten (t11,t12...;t21,t22...) der Empfänger (E1, E2) entspricht und die zumindest die Adresse eines für einen Datenaustausch gewünschten Teilnehmers (TST2) und einen Startzeitpunkt (td) für den Datenaustausch enthält, wobei der Empfänger (E2) des jeweils gewünschten Teilnehmers nach Erhalt der Präambel (P) bis zu dem Startzeitpunkt (td) eingeschaltet bleibt, um das Datentelegramm (D) von dem sendewilligen Teilnehmer (TST1) zu empfangen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (E1,E2) der jeweils empfangenden Teilnehmer (TST1,TST2) nach dem Empfang des Datentelegramms (D) für eine vorgegebene Zeitspanne (EIV13;EIV23) in erhöhter Emfpangsbereitschaft bleiben, um weitere Datentelegramme (D) ohne vorausgehende lange Präambel (P) empfangen zu können, und daß die sendenden Teilnehmer in dieser Zeitspanne jeweils Datentelegramme (D) ohne oder mit verkürzter Präambel (PK) senden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (E1,E2) im Zustand der erhöhten Empfangsbereitschaft über die vorgegebene Zeitspanne (EIV13; EIV23) ständig eingeschaltet bleiben.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Empfänger (E1,E2) im Zustand der erhöhten Empfangsbereitschaft über die vorgegebene Zeitspanne (EIV15);EIV25) in kürzeren Abständen als den vorgegebenen Abfrageintervallen (AIV) eingeschaltet werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Funknetzwerk nach einer Datenübertragung zwischen einem sendenden Teilnehmer (QT) über mindestens eine Zwischenstation (ZWT) zu einem empfangenden Teilnehmer (ZT) alle an der Datenübertragung beteiligten Stationen (TST) für die vorgegebene Zeitspanne in erhöhter Empfangsbereitschaft verbleiben.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Funknetzwerk mit Datenübertragung über Zwischenstationen (ZWT) jeweils nach einem Datenaustausch alle Teilnehmer (TST), welche in Empfangsreichweite des Datentelegramms (D) waren, für die vorgegebene Zeitspanne in einer erhöhten Empfangsbereitschaft verbleiben.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Funktelegramme jeweils derart aufgebaut sind, daß zunächst ein Datentelegramm (D) für empfangsbereite Partner mit einer Anschließenden Antwortzeit (AZ) ausgesendet und daß dann für gewünschte Partner, die im Ruhezustand verharren, eine Präambel (P) mit einem nochmals folgenden Datentelegramm (D) ausgesendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem Funknetzwerk sowohl Teilnehmer, die nach einem Datenaustausch in erhöhter Empfangsbereitschaft verbleiben, als auch Teilnehmer, die nach einem Datenaustausch jeweils sofort in den Ruhezustand zurückkehren, enthalten sind.

Zeichnung