CZ20002192A3 - Process and apparatus for determining properties of communication apparatus elements under load - Google Patents
Process and apparatus for determining properties of communication apparatus elements under load Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20002192A3 CZ20002192A3 CZ20002192A CZ20002192A CZ20002192A3 CZ 20002192 A3 CZ20002192 A3 CZ 20002192A3 CZ 20002192 A CZ20002192 A CZ 20002192A CZ 20002192 A CZ20002192 A CZ 20002192A CZ 20002192 A3 CZ20002192 A3 CZ 20002192A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- signal
- pseudo
- noise
- level
- carrier signal
- Prior art date
Links
Abstract
Pro určení vlastností prvku komunikačního kanálu, například transpordéru v komunikačním satelitu, se na čistý nosný signál fl[t) namoduluje pseudo-šumivý signál PN(t) a výsledný modulovaný čistý nosný signál s(t) se přenese komunikačním kanálem na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, který se přenáší komunikačním kanálem simultánně se zkušebním signálem. Přijatý signál s'(t) se zkoreluje stejným pseudo-šumovým signálem PN(t), takže se ziská obnovený nosný signál f(t). Z čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f(t) lze určit požadovanou vlastnost. Protože PN modulovaný čistý nosný signál s(t) se vysílá na nízké úrovni výkonu, lze měření provádět bez přerušení přenosu užitečného signálu.To determine the properties of a communication channel element, for example a transponder in a communication satellite, to a clean carrier signal fl [t] modulates the pseudo-effervescent signal PN (t) and the resulting signal the modulated net carrier signal s (t) is transmitted by communication channel at a level that is lower than the useful level signal that is transmitted simultaneously through the communication channel with a test signal. The received signal s' (t) is correlated with the same pseudo-noise signal PN (t), so it is obtained restored carrier signal f (t). From the net carrier signal f (t) and the recovered carrier signal f (t) can be determined property. Because the PN modulates the net carrier signal s (t) se transmits at a low power level, measurements can be made without a useful signal interruption.
Description
Oblast technikyTechnical field
Vynález se vlastností prvků zvláště způsobu t-ýká způsobu komunikačního a zařízení a zařízeni pro určovaní kanálu. Vynález se týká pro určování vlastností transpondéru v komunikačním satelitu pod zatížením.The invention relates to a feature of the elements, in particular a method, of a communication method and a channel determination apparatus and apparatus. The invention relates to determining the properties of a transponder in a communication satellite under load.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Vlastnosti komunikačního kanálu se v průběhu životnosti zařízení mohou měnit. Proto se na začátku a v průběhu životnosti zařízení provádí různé zkoušky, které mají ověřit aktuální stav zařízení a určit, zda jeho parametry odpovídají specifikacím. Tyto zkoušky jsou obvykle podmíněny vypnutím normálního komunikačního toku. Jinak řečeno, v průběhu zkoušky komunikační kanál nepřenáší komunikační signál. Příkladná provedení vynálezu jsou dále podrobně popsána na komunikačním satelitu. Ačkoliv je vynález pro tuto aplikaci obzvláště vhodný, jde pouze o příklad, na který se vynález v žádném případě neomezuje.The characteristics of the communication channel may change over the life of the device. Therefore, various tests are performed at the beginning and throughout the life of the equipment to verify the current condition of the equipment and to determine whether its parameters are within specifications. These tests are usually conditioned by switching off the normal communication flow. In other words, during the test, the communication channel does not transmit the communication signal. Exemplary embodiments of the invention are described in detail below on a communication satellite. Although the invention is particularly suitable for this application, it is only an example and is not intended to be limiting.
V komunikačním satelitu je komunikační kanál tvořen transpondérem, který se skládá z několika prvků, jako je přijímací anténa, vstupní demultiplexer, výkonový zesilovač, výstupní multiplexer a vysílací anténa. Vlastnosti transpondéru, jako je amplitudová odezva a skupinové zpoždění, se měří nejen na počátku životnosti ještě na zemi a po vypuštění na oběžné dráze, ale i v průběhu životnosti satelitu. Zkušební měření se obvykle provádí bez normálního komunikačního toku transpondérem, t j. bez toho, že by se k transpondéru vysílal užitečný signál a že by transpondér zesílený či jinak upravený užitečný signál vysílal zpět.In a communication satellite, the communication channel consists of a transponder that consists of several elements such as a receiving antenna, an input demultiplexer, a power amplifier, an output multiplexer, and a transmitting antenna. The transponder properties, such as amplitude response and group delay, are measured not only at the beginning of life on the ground and after launch in orbit, but also during the life of the satellite. The test measurement is usually carried out without a normal communication flow through the transponder, i.e. without a useful signal being transmitted to the transponder and sending back the amplified or otherwise modified useful signal.
• · ·♦ φ * · ♦ φφφφ • φ φ φ φ φ ······ · · · • · φ · φ · φ φ φ φ φ φφ φφ ·· «φ φφ «·· · · ♦ · * · · · · · · · · · «·« · «·« · «·« ·
Nutnost vypnout užitečný signál po dobu zkoušek na oběžné dráze s následným přerušením komunikace představuje závažný nedostatek nejen pro uživatele transpondéru, ale i pro provozovatele satelitu, protože ten musí zkoušky provést pokud možno rychle, aby přerušení - komunikace bylo co nej kratší. V některých případech není dokonce ani možné komunikaci v komunikačním kanále přerušit, takže konvenční způsoby nelze pro zkoušky prvků takových kanálů po uvedení satelitu do provozu vůbec použít.The need to turn off the useful signal during in-orbit testing with subsequent interruption of communication is a serious drawback not only for the transponder user but also for the satellite operator, as it has to perform the tests as quickly as possible to minimize interruptions. In some cases it is not even possible to interrupt communication in the communication channel, so conventional methods cannot be used at all to test elements of such channels after the satellite has been put into service.
US-A-4.637.017 popisuje sledování vstupního výkonu transpondéru TDMA (časový multiplex) komunikačního satelitního systému. V TDMA systémech se na vstup zesilovače s postupnou vlnou (TWTA - Traveling Wave Tube Amplifier) přivádí signál s jedinou nosnou frekvencí. Zesilovač tak může za nepřítomnosti nelinearit a intermodulace pracovat v blízkosti bodu nasycení TWT. Při měření odezvy vstupu (input backoff) vyšle monitorovací stanice v pásmu propustnosti zesilovače CW pilotní signál. V intervalech mezi impulzy monitorovací stanice měří úroveň nepotlačeného pilotního signálu ze zesilovače. Když pozemní stanice vysílá nemodulovanou nosnou v průběhu obnovy nosné nebo nosnou modulovanou hodinovou frekvencí v průběhu obnovy časování, měří monitorovací stanice úroveň pilotního signálu potlačeného interakcí mezi pilotním signálem a nosnou. Odezva vstupního výkonu nosné se z potlačení pilotního signálu vypočítá pomocí předem změřeného nebo teoreticky odvozeného vztahu. Poměr nosné ku potlačenému šumu se určí měřením potlačeného šumu v průběhu obnovy nosné nebo časování pomocí šumového filtru, který se naladí na středovou frekvenci, která neodpovídá ani přenášeným signálům, ani jejich intermodulačnim násobkům.US-A-4,637,017 discloses monitoring the input power of a TDMA transponder (time multiplex) communication satellite system. In TDMA systems, a single carrier frequency signal is applied to the input of a Traveling Wave Tube Amplifier (TWTA). Thus, the amplifier can operate near the TWT saturation point in the absence of non-linearities and intermodulation. When measuring the input backoff, the monitoring station sends a pilot signal in the bandwidth of the CW amplifier. At intervals between pulses, the monitoring station measures the level of the uncontrolled pilot signal from the amplifier. When a ground station transmits an unmodulated carrier during carrier recovery or a carrier modulated clock frequency during timing recovery, the monitoring station measures the level of the pilot signal suppressed by the interaction between the pilot signal and the carrier. The carrier input power response is calculated from the pilot signal suppression using a predetermined or theoretically derived relationship. The ratio of carrier to suppressed noise is determined by measuring suppressed noise during carrier recovery or timing using a noise filter that tunes to a center frequency that does not match either the transmitted signals or their intermodulation multiples.
DE-A-36 44 175 popisuje způsob vysílání dat a pomocných informací pro řízení datového kanálů nebo datové sítě přesDE-A-36 44 175 discloses a method of transmitting data and auxiliary information for controlling data channels or a data network over
Φ φ φφ satelit. Pomocné informace se vysílají jako pseudo-šumové sekvence, takže stejná frekvence se může použít zároveň pro přenos dat a přenos pomocných informací.Satelit φ φφ satellite. The auxiliary information is transmitted as a pseudo-noise sequence so that the same frequency can be used simultaneously for data transmission and auxiliary information transmission.
• · φφ φ ♦ · φ · φ φ φ • φ φ φ φ • φφ φφ· · · · · · · Φ φ φ φ φ
Í iLtf-13 • Φ φ φ φ φI iLtf-13 • Φ φ φ φ φ
Φ· ··Φ · ··
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Cílem vynálezu je tedy přinést způsob a zařízení pro určení vlastností prvků komunikačního kanálu, zejména satelitního transpondéru, aniž by bylo nutné přerušit tok komunikačním kanálem.It is therefore an object of the invention to provide a method and apparatus for determining the characteristics of a communication channel element, in particular a satellite transponder, without having to interrupt the flow through the communication channel.
Tohoto a dalších cílů se dosáhne způsobem určení vlastností prvků komunikačního kanálu, který je navržen pro přenášení užitečného (platícího) signálu na předem určené úrovni. Způsob zahrnuje kroky: generování prvního pseudošumového signálu PN(t); modulování čistého nosného signálu f(t) prvním pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl PN modulovaný čistý nosný signál s{t); vyslání PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijetí příjmového signálu s'(t), který odpovídá PN modulovanému čistému nosnému signálu s(t) po průchodu komunikačním kanálem; korelování příjmového signálu s' (t) s prvním pseudoŠumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl obnovený nosný signál f1(t); a určení vlastností prvků komunikačního kanálu na základě porovnání čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f'(t) .This and other objectives are achieved by a method of determining the characteristics of the communication channel elements that are designed to transmit a useful (paying) signal at a predetermined level. The method comprises the steps of: generating a first pseudo-noise signal PN (t); modulating the pure carrier signal f (t) by the first pseudo-noise signal PN (t) to produce a PN modulated pure carrier signal s (t); sending a PN modulated pure carrier signal s (t) at a level that is lower than the payload level through the communication channel; receiving a reception signal s' (t) that corresponds to a PN modulated pure carrier signal s (t) after passing through a communication channel; correlating the reception signal s' (t) with the first pseudo-noise signal PN (t) to produce a renewed carrier signal f 1 (t); and determining the characteristics of the communication channel elements based on a comparison of the pure carrier signal f (t) and the recovered carrier signal f '(t).
Úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji o 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.The PN level of the modulated pure carrier signal s (t) is preferably at least 15 dB, more preferably 25 dB or more below the useful signal level.
V dalším provedení je prvním pseudo-šumovým signálemIn another embodiment, the first pseudo-noise signal is
PN(t) binární pseudo-Šumová sekvence, kterou s výhodou generuje zpětnovazební posuvný registr.PN (t) a binary pseudo-noise sequence preferably generated by a feedback shift register.
.: :: Lt-13. :: Lt-13
4 4 44 4 4
44 • 4 44 «44« • · 4 · 4 · 4 «4444 • 4 44 «44« • · 4 · 4 · 4 «44
4 4 4 4 44 4 4 4 4
44 44 4444 44 44
Frekvence pulzů (chiprate) prvního pseudo-šumového signálu PN{t) je menší než 5 Mpulz/s a přednostně menší než nebo rovna 2.5 Mpulz/s.The chip rate of the first pseudo-noise signal PN (t) is less than 5 Mpulz / s and preferably less than or equal to 2.5 Mpulz / s.
V dalším provedení se korelace příjmového signálu s' (t) a prvního pseudo-šumového signálu PN(t) dosáhne zpožděním prvního pseudo-šumového signálu PN(t) a vynásobením zpožděného prvního pseudo-šumového signálu PN(t) a příjmového signálu s'(t).In another embodiment, the correlation of the reception signal s '(t) and the first pseudo-noise signal PN (t) is achieved by delaying the first pseudo-noise signal PN (t) and multiplying the delayed first pseudo-noise signal PN (t) and the reception signal s'. (t).
Generování referenčních hodnot se dosáhne rozšířením způsobu podle vynálezu o- kroky: generování druhého pseudošumového signálu PNR(t); modulování referenčního nosného signálu fR(t) druhým pseudo-šumovým signálem PNR(t) tak, aby vznikl PN modulovaný referenční nosný signál sB(t); vyslání PN modulovaného referenčního nosného signálu sR(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijetí referenčního příjmového signálu _ sR'(t), který odpovídá PN modulovanému referenčnímu nosnému signálu sR(t) po průchodu komunikačním kanálem; korelování referenčního příjmového signálu sR' (t) s druhým pseudošumovým signálem PNR(t) tak, aby vznikl obnovený referenční nosný signál fR'(t); a určení vlastností prvků komunikačního kanálu také na základě porovnání referenčního nosného signálu fR(t) a obnoveného referenčního nosného signálu fR'(t).The generation of reference values is achieved by extending the method of the invention by the steps of: generating a second pseudo-noise signal PN R (t); modulating the reference carrier signal f R (t) with a second pseudo-noise signal PN R (t) to produce a PN modulated reference carrier signal with B (t); transmitting a PN modulated reference carrier signal with R (t) at a level lower than the payload level through the communication channel; receiving a reference reception signal with R '(t) that corresponds to a PN modulated reference carrier signal with R (t) after passing through the communication channel; correlating the reference reception signal with R '(t) with the second pseudo-noise signal PN R (t) to produce a renewed reference carrier signal f R '(t); and determining the characteristics of the communication channel elements also based on a comparison of the reference carrier signal f R (t) and the restored reference carrier signal f R '(t).
Úroveň PN modulovaného referenčního nosného signálu sR(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji c 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.The PN level of the modulated reference carrier signal with R (t) is preferably at least 15 dB, more preferably c 25 dB or more below the useful signal level.
V dalším provedení je druhým pseudo-šumovým signálemIn another embodiment, the second pseudo-noise signal is
PNR(t) binární pseudo-šumová sekvence, kterou s výhodou generuje zpětnovazební posuvný registr.PN R (t) a binary pseudo-noise sequence preferably generated by a feedback shift register.
Β Β Β Β « · ΒΒΒ Β • Β · »· ·Β » · • · ·Β Β Β Β · · Β »» »» »» »
Β Β BB • · · · • · Β ♦ • Β ·ΒΒ Β BB · · • Β • •
Ljj-13Ljj-13
V dalším provedení se korelace referenčního příjmového signálu sR'(t) a druhého pseudo-šumového signálu PNR(t) dosáhne zpožděním druhého pseudo-šumového signálu PNR(t) a vynásobením zpožděného druhého pseudo-šumového signálu PNR(t) a referenčního příjmového signálu sR' (t) .In another embodiment, the correlation of the reference reception signal with R '(t) and the second pseudo-noise signal PN R (t) is achieved by delaying the second pseudo-noise signal PN R (t) and multiplying the delayed second pseudo-noise signal PN R (t). and a reference reception signal with R '(t).
Způsob podle vynálezu definovaný výše je obzvláště vhodný pro případ, kdy komunikačním kanálem je transpondér komunikačního satelitu. PN modulovaný referenční signál sR(t} se může přenášet přes stejný transpondér satelizu, přitom ale druhý pseudo-šumový signál PNR(t) nesmí korelovat s pseudošumovým signálem PN(t). PN modulovaný referenční signál sR(t) se ale může přenášet i přes jiný transpondér sazelitu.The method of the invention defined above is particularly suitable for the case where the communication channel is a communication satellite transponder. PN modulated reference signal s R (t} may be transmitted through the same transponder satelizu, yet the second pseudo noise signal PN R (t) must not correlated with pseudošumovým signal PN (t). PN modulated reference signal s R (t) but it can transmit carbon black via another transponder.
Vlastností komunikačního kanálu může být skupinové zpoždění a amplitudová odezva.The property of the communication channel may be group delay and amplitude response.
Výše uvedených a dalších cílů se dosáhne také zařízením pro určování vlastností prvků komunikačního kanálu, který je navržen pro přenášení užitečného (platícího) signálu na předem určené úrovni. Zařízení zahrnuje první generační prostředek pseudo-šumového signálu pro generování pseudošumového signálu PN(t); první modulační prostředek pro modulování čistého nosného signálu f(t) prvním pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl PN modulovaný čistý nosný signál s(t); vysílací prostředek pro vysílání PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijímací prostředek pro přijímání příjmového signálu s'(t), který odpovídá PN modulovanému čistému nosnému signálu s(t) po průchodu komunikačním kanálem; a první korelační prostředek pro korelování příjmového signálu s'(t) s pseudo-šumovým signálem PN(t) tak, aby vznikl obnovený nosný signál f’(t).The above and other objects are also achieved by a device for determining the characteristics of the communication channel elements which is designed to transmit a useful (paying) signal at a predetermined level. The apparatus comprises first generation means of a pseudo-noise signal for generating a pseudo-noise signal PN (t); first modulation means for modulating the pure carrier signal f (t) by the first pseudo-noise signal PN (t) to produce a PN modulated pure carrier signal s (t); transmitting means for transmitting a PN modulated pure carrier signal s (t) at a level that is lower than the useful signal level through the communication channel; receiving means for receiving a reception signal s' (t) that corresponds to a PN modulated pure carrier signal s (t) after passing through a communication channel; and a first correlation means for correlating the reception signal s '(t) with the pseudo-noise signal PN (t) to produce a renewed carrier signal f' (t).
* · · * · · * · » · ·· ·· • · · · • · ··· • · · ·· ·· ♦ · ··* · · * * * · ·
ΪΪ Lb-13 • · 4ΪΪ Lb-13 • 4
Úroveň PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji o 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.The PN level of the modulated pure carrier signal s (t) is preferably at least 15 dB, more preferably 25 dB or more below the useful signal level.
V dalším provedení je generačním prostředkem prvního pseudo-šumového signálu zpětnovazební posuvný registr.In another embodiment, the generation means of the first pseudo-noise signal is a feedback shift register.
Frekvence pulzů prvního pseudo-šumového signálu PN(t) je menší než 5 Mpulz/s a přednostně menší než nebo rovna 2.5The pulsation frequency of the first pseudo-noise signal PN (t) is less than 5 Mpulz / s and preferably less than or equal to 2.5
Mpulz/s. ·Mpulz / sec. ·
V dalším provedení zařízení zahrnuje první zpožďovací prostředek pro zpožďování prvního pseudo-šumového signáluIn another embodiment, the apparatus comprises first delay means for delaying the first pseudo-noise signal
PN(t) .PN (t).
Generování referenčních hodnot se dosáhne rozšířením zařízení o druhý generační prostředek pseudo-šumového signálu pro generování druhého pseudo-šumového signálu PNR(t); druhý modulační prostředek pro modulování referenčního nosného signálu fR{t) druhým pseudo-šumovým signálem PNR(t) tak, aby vznikl PN modulovaný referenční nosný signál sR(t); vysílací prostředek pro vysílání PN modulovaného referenčního nosného signálu sR(t) na úrovni, která je nižší než úroveň užitečného signálu, komunikačním kanálem; přijímací prostředek pro přijímání referenčního příjmového signálu sR' (t), který odpovídá PN modulovanému referenčnímu nosnému signálu sR(t) po průchodu komunikačním kanálem; a druhý korelační prostředek pro korelování referenčního příjmového signálu sR'(t) s druhým pseudo-šumovým signálem PNR(t) tak, aby . vznikl obnovený referenční nosný signál fR'(t).The generation of the reference values is achieved by extending the device by a second pseudo-noise signal generating means for generating a second pseudo-noise signal PN R (t); second modulation means for modulating the reference carrier signal f R (t) by a second pseudo-noise signal PN R (t) to produce a PN modulated reference carrier signal with R (t); transmitting means for transmitting a PN modulated reference carrier signal with R (t) at a level lower than the payload level through the communication channel; receiving means for receiving a reference reception signal with R '(t) that corresponds to a PN modulated reference carrier signal with R (t) after passing through a communication channel; and second correlation means for correlating the reference reception signal with R '(t) to the second pseudo-noise signal PN R (t) so that. a restored reference carrier signal f R '(t) was produced.
Úroveň PN modulovaného referenčního nosného signálu sR(t) je s výhodou nejméně o 15 dB, výhodněji o 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu.The PN level of the modulated reference carrier signal with R (t) is preferably at least 15 dB, more preferably 25 dB or more below the useful signal level.
•4 4» 4 4 4 4 * * 4 4 4 4 444 • 4 4 4 4 4 4• 4 4 »4 4 4 4 * * 4 4 4 4 444
44 44 4444 44 44
4 44 4
4 44 4
4 44 4
L&-13 .V dalším provedení je generačním prostředkem prvního pseudo-šumového signálu zpětnovazební posuvný registr.In another embodiment, the generation means of the first pseudo-noise signal is a feedback shift register.
V dalším provedení zařízení dále zahrnuje druhý 5 zpožďovací prostředek pro zpožďování druhého pseudo-šumového signálu PN(t) .In another embodiment, the apparatus further comprises second delay means 5 for delaying the second pseudo-noise signal PN (t).
Tedy, při určování vlastností prvků komunikačního kanálu, například transpondéru v komunikačním satelitu, se na čistý nosný signál f(t) namoduluje pseudo-šumový signál PN(t) a výsledný signál se vyšle do komunikačního kanálu s výkonem, který je nižší než výkon užitečného signálu, který se do komunikačního kanálu vysílá simultánně. Přijatý signál s' (t) se zkoreluje stejným pseudo-šumovým signálem PN(t), takže se získá obnovený nosný signál f'(t). Z výkonů čistého nosného signálu f(t) a obnoveného nosného signálu f (t) se určí požadovaná vlastnost. Protože PN modulovaný čistý nosný signál s(t) se vysílá na nízké úrovni, lze měření provádět bez vypnutí užitečného signálu.Thus, in determining the properties of a communication channel element, for example a transponder in a communication satellite, a pseudo-noise signal PN (t) is modulated to a pure carrier signal f (t) and the resulting signal is sent to a communication channel with a power lower than signal that is transmitted to the communication channel simultaneously. The received signal s '(t) is correlated with the same pseudo-noise signal PN (t), so that a recovered carrier signal f' (t) is obtained. From the powers of the pure carrier signal f (t) and the recovered carrier signal f (t), the desired property is determined. Since the PN modulated pure carrier signal s (t) is transmitted at a low level, measurements can be performed without switching off the useful signal.
Největší výhodou způsobu a zařízení podle vynálezu je oproti dosud známým postupům samozřejmě to, že se v průběhu měření nemusí vypínat užitečný signál. Tím se značně omezí přestávky nutné pro údržbu a přezkušování komunikačního kanálu a zvýší se provozuschopnost služby.The greatest advantage of the method and apparatus according to the invention, of course, is that the useful signal does not have to be switched off during the measurement. This will greatly reduce the breaks required to maintain and test the communication channel and increase service uptime.
Další velmi důležitou výhodou je skutečnost, že podle způsobu a se zařízením podle vynálezu lze vlastnosti prvků komunikačního kanálu měřit za realistických podmínek.Another very important advantage is that, according to the method and the device according to the invention, the properties of the communication channel elements can be measured under realistic conditions.
Například IMUX a OMUX filtry satelitního transpondéru pracují na principu vlnovodů (waveguide) a jejich vlastnosti se mění s teplotou. Normálně tyto filtry nejsou za provozu otápěny rovnoměrně, ale zahřívají se v závislosti na užitečném signálu. Když se užitečný signál vypne, průběh teploty se oproti normálnímu provoznímu stavu změní a to navzdory • · · · • · *·· • · · «· ·· • · · · • · * « · ·· : «η?-13 skutečnosti, že i zkušební signály určitý výkon pro vyhřívání filtrů poskytují. Obvyklými způsoby proto nelze určit vlastnosti za podmínek, které panují v komunikačním kanálu pod zatížením. Navíc v navrhovaném způsobu je spektrální hustota výkonu měřicího signálu mnohem menší než spektrální hustota výkonu užitečného signálu, takže ' se chování komunikačního kanálu při měření velmi blíží jeho normálnímu stavu.For example, the IMUX and OMUX satellite transponder filters operate on the waveguide principle and their properties change with temperature. Normally, these filters are not evenly heated during operation, but are heated depending on the useful signal. When the useful signal is turned off, the temperature curve changes compared to the normal operating state, despite the fact: • η? - 13 the fact that even test signals provide some power for filter heating. Therefore, it is not possible to determine the properties under the conditions that are under load in the communication channel in the usual ways. Moreover, in the proposed method, the spectral power density of the measurement signal is much less than the spectral power density of the useful signal, so that the behavior of the communication channel in the measurement is very close to its normal state.
Další výhodou vynálezu je, že v případě satelitního komunikačního kanálu lze provádět měření frekvence konverze mezi odchozím a příchozím signálem bez přerušení užitečného signálu a zároveň s jinými měřeními.A further advantage of the invention is that, in the case of a satellite communication channel, measurement of the conversion frequency between the uplink and the incoming signal can be performed without interrupting the useful signal and at the same time with other measurements.
Přehled ObrázkůOverview of Images
Vynález je dále popsán na příkladných provedeních s odkazy na doprovodné výkresy, na nichž:The invention is further described by way of example embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:
Na obr. 1 je blokové schéma transpondéru komunikačního 20 satelitu;Fig. 1 is a block diagram of a transponder of a satellite communications communication 20;
Na obr. 2 je blokové schéma prvního provedení zařízení podle vynálezu;Fig. 2 is a block diagram of a first embodiment of the device according to the invention;
Na obr. 3a a 3b jsou grafy výsledků měření; aFigures 3a and 3b are graphs of measurement results; and
Na obr. 4 blokové schéma druhého provedení zařízení podle vynálezu.FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the device according to the invention.
Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Na obr. 1 je zobrazeno schéma transpondéru komunikačního satelitu, který byl pro účely popisu vynálezu zvolen za příklad komunikačního kanálu.Fig. 1 shows a diagram of a transponder of a communication satellite that has been selected as an example of a communication channel for the purpose of describing the invention.
J ··· · · * · · ΜΤΤΪ ΙΟ j «4 · · » · ··· · » * * ·· ·♦ · · · · · ·· ·« ·♦ ·· ·· ··J · ΙΟ «« 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
Transpondér komunikačního satelitu zahrnuje přijímací anténu 1^ pro přijímání odchozího signálu z pozemní stanice (není zobrazena) . Výstupní signál z přijímací antény 1. se po snížení frekvence ve frekvenčním převodníku 2 vede do vstupního demultiplexeru (IMUX) 3. Vstupní demultiplexer 3 se skládá z několika prvních filtrů 4-1 až 4-n pro oddělení jednotlivých signálů ze signálu od antény. Obvykle každému jednotlivému signálu, který každý odpovídá jednomu komunikačnímu kanálu, přísluší jeden filtr. N výstupních signálů ze vstupního demultiplexeru 3 se vede do odpovídajícího počtu výkonových zesilovačů 5-1 až 5-n. V každém z výkonových zesilovačů je pro zesílení výstupního signálu ze vstupního demultiplexeru 3 použita elektronka s postupnou vlnou (TWT - Traveling Wave Tube). Protože každý z výkonových zesilovačů se normálně provozuje v bodě nasycení,násobné signály by vyvolaly intermodulační násobky a zkreslení signálu. Výstupní signály ze zesilovače poté projdou druhými filtry 6-1 až 6-n, které jsou součástí výstupního multiplexeru (OMtJX) 7, který n výstupních signálů ze zesilovače opět zkombinuje. Výstupní signál z výstupního multiplexeru Ί_ pokračuje k vysílací anténě 8 pro vysílání do požadované oblasti na zemi.The communications satellite transponder includes a receiving antenna 11 for receiving an uplink signal from a ground station (not shown). The output signal from the receiving antenna 1 is fed to the input demultiplexer (IMUX) 3 after frequency reduction in the frequency converter 2. The input demultiplexer 3 consists of several first filters 4-1 to 4-n for separating the individual signals from the signal from the antenna. Usually, each individual signal corresponding to one communication channel is assigned one filter. The N output signals from the input demultiplexer 3 are fed to the corresponding number of power amplifiers 5-1 to 5-n. In each of the power amplifiers, a traveling wave tube (TWT) is used to amplify the output signal from the input demultiplexer 3. Because each of the power amplifiers is normally operated at the saturation point, multiple signals would cause intermodulation multiples and signal distortion. The output signals from the amplifier then pass through the second filters 6-1 through 6-n, which are part of the output multiplexer (OMtJX) 7, which combines the n output signals from the amplifier again. The output signal from the output multiplexer 8 proceeds to the transmit antenna 8 for transmission to the desired area on the ground.
Protože filtry, které jsou součástí vstupního demultiplexeru (IMUX) 3 a výstupního multiplexeru (OMUX) 1_, mají výrazný vliv na výkon transpondéru, bude způsob podle vynálezu vysvětlen ve vztahu k měření dvou konkrétních vlastností, jmenovitě amplitudové odezvy a skupinového zpoždění, těchto prvků transpondéru komunikačního kanálu.Since the filters that are part of the input demultiplexer (IMUX) 3 and the output multiplexer (OMUX) 7 have a significant effect on the transponder performance, the method according to the invention will be explained in relation to the measurement of two specific characteristics, namely amplitude response and group delay. communication channel.
Způsob podle vynálezu je pro tuto aplikaci zvlášť vhodný, lze jej však použít i pro zjištění vlastností i jiných prvků komunikačního kanálu.The method according to the invention is particularly suitable for this application, but it can also be used to ascertain properties of other elements of a communication channel.
Podle vynálezu se v pozemní stanici zobrazené na obr. 2 v generátoru 9, kterým je například zpětnovazební posuvný • «·· · · · · » ijjuriJ • · V · · · * ··· 4 * 4 4 4 • · · · * 4 4 444· ·· ·· ·· ·· 44 4· němž se uchovává sekvence vygeneruje pseudo-šumovýAccording to the invention, in the ground station shown in FIG. 2, in a generator 9, which is, for example, a feedback slider. Generates pseudo-noise
1U registr nebo paměťové zařízení, v hodnot pseudo-šumového signálu, signál PN(t). Pseudo-šumový signál PN(t) má při nulovém zpoždění výraznou autokorelační schopnost. Tím se usnadní 5 určení časového rozdílu mezi místně generovaných pseudošumovým signálem PN(t) a přijatým signálem, který je kvůli času, který potřeboval na překonání vzdálenosti, opožděn. Pseudo-šumovým signálem PN(t) se v prvním multiplikátoru 10 moduluje čistý nosný signál f (t) a tak vznikne PN modulovaný 10 čistý nosný signál s(t) = PN(t) x f(t). Čistý nosný signál f (t) má, jak bude vysvětleno dále, proměnnou frekvenci. Frekvence pulzů pseudo-šumového signálu PN(t), která určuje šířku pásma tohoto signálu, se zvolí tak, aby šířka pásma PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) byla ve srovnání s 15 očekávanými vrcholy ve skupinovém zpoždění komunikačního kanálu malá. Typicky se frekvence pulzů pseudo-šumového signálu může zvolit menší než 5 Mpulz/s.1U register or storage device, in pseudo-noise signal values, PN signal (t). The pseudo-noise PN (t) signal has a significant autocorrelation capability at zero delay. This makes it easier to determine the time difference between the locally generated pseudo-noise signal PN (t) and the received signal, which is delayed due to the time it took to cover the distance. The pseudo-noise signal PN (t) modulates the pure carrier signal f (t) in the first multiplier 10 to produce a PN modulated 10 pure carrier signal s (t) = PN (t) x f (t). The pure carrier signal f (t) has, as will be explained below, a variable frequency. The pseudo-noise signal pulse frequency PN (t), which determines the bandwidth of this signal, is selected such that the PN bandwidth of the modulated pure carrier signal s (t) is small compared to the 15 expected peaks in the group delay of the communication channel. Typically, the pseudo-noise signal pulse frequency may be less than 5 Mpulz / s.
PN modulovaný čistý nosný signál s(t) se vede do frekvenčního převodníku 11 a dále přes výkonový zesilovač 12 k anténě 13, která PN modulovaný čistý nosný signál s(t) vyzáří ke zkoušenému transpondéru komunikačního satelitu. Z hlediska uživatele satelitu, který k němu vysílá užitečný signál, však satelit zůstává i v průběhu testu použitelný, protože k přerušení přenosu užitečného signálu nedojde.The PN modulated pure carrier signal s (t) is fed to the frequency converter 11 and further through a power amplifier 12 to an antenna 13, which radiates the PN modulated pure carrier signal s (t) to the communication satellite transponder under test. However, from the point of view of the user of the satellite transmitting the useful signal to it, the satellite remains usable during the test as the useful signal transmission is not interrupted.
Aby nedošlo k znatelnému ovlivnění kvality užitečného signálu, je podle vynálezu úroveň vysílaného PN modulovaného čistého nosného signálu s(t) dostatečně nízko, tj. o asi 15 až 25 dB nebo i více pod úrovní užitečného signálu. Proto je také možné vysílat PN modulovaný čistý nosný signál s(t) simultánně s užitečným signálem, tj. za provozu komunikačního kanálu, který k transpondéru satelitu může přicházet buď ze stejné nebo i jiné pozemní stanice.In order to avoid appreciably affecting the quality of the useful signal, according to the invention, the level of transmitted PN modulated pure carrier signal s (t) is sufficiently low, i.e. about 15 to 25 dB or more below the useful signal level. Therefore, it is also possible to transmit a PN modulated pure carrier signal s (t) simultaneously with the useful signal, i.e., during operation of a communication channel that can arrive at the satellite transponder from the same or another ground station.
• · ·· * * · * * · · · · · · ··· · • · · · · * · ·· ·· »· : :: Φ-π • · · · φφ φφ• Φ Φ :: :: :: :: :: :: :: :: Φ Φ :: φ φ :: ::
Frekvence čistého nosného signálu f(t) se mění tak, aby se postupně přešlo od nejnižší k nejvyšší frekvenci pásma propustnosti filtrů zkoušeného satelitního transpondéru nebo jiného prvku obecného komunikačního kanálu. PN modulovaný čistý nosný signál s(t) je díky pseudo-šumovému signálu 'úzkopásmový, takže amplitudová odezva a skupinové zpoždění komunikačního kanálu lze, jak bude popsáno dále, určovat na vybraných diskrétních frekvencích.The frequency of the pure carrier signal f (t) is varied so as to gradually shift from the lowest to the highest filter bandwidth of the test satellite transponder or other element of the general communication channel. The PN modulated pure carrier signal s (t) is narrowband due to the pseudo-noise signal, so that the amplitude response and group delay of the communication channel can be determined at selected discrete frequencies as will be described below.
V provedení zobrazeném na obr. 2 slouží anténa 13 i k přijímání signálu vyslaného nazpět transpondérem satelitu, jinak řečeno signálu, který prošel komunikačním kanálem. Výstup z antény 13 se vede do frekvenčního převodníku 14, na jehož výstupu se objeví příjmový signál s'(t), který se dáleIn the embodiment shown in Fig. 2, the antenna 13 also serves to receive the signal sent back by the satellite transponder, in other words the signal that has passed through the communication channel. The output from the antenna 13 is fed to a frequency converter 14 at the output of which a reception signal s' (t) appears, which is further
L5 vede do druhého multiplikátoru 15f do kterého vstupuje rovněž stejný, ale opožděný, pseudo-šumový signál PN(t). Zpoždění generuje zpožďovací prostředek 16, který se nastaví tak, aby byl výstup z druhého multiplikátoru 15 maximální. Tedy, příjmový signál s'(t) se vynásobí, jinak řečeno zkoreluje, stejným pseudo-šumovým signálem PN(t), jaký byl použit pro generování PN modulovaného čistého nosného signálu s(t), a získá se obnovený nosný signál f' (t), který je vůči čistému nosnému signálu f (t) opožděn a utlumen. Tedy, amplitudová odezva, která odpovídá útlumu obnoveného nosného signálu f1(t), a skupinové zpoždění, které odpovídá zpoždění obnoveného nosného signálu f'(t), satelitního transpondéru, který je příkladem obecného komunikačního kanálu, se mohou způsobem podle vynálezu snadno určit. Doba průchodu úzkopásmového signálu na jeho středové frekvenci odpovídá v případě, že lze fázi v šířce pásma signálu lineárně aproximovat, skupinovému zpoždění filtru. Obdobně se urči frekvence pulzů PN signálu.L5 leads to the second multiplier 15 f into which enters also the same but delayed pseudo-noise signal PN (t). The delay generates a delay means 16 which is set so that the output from the second multiplier 15 is maximized. Thus, the reception signal s '(t) is multiplied, in other words, correlated, by the same pseudo-noise signal PN (t) as used to generate the PN modulated pure carrier signal s (t), and a recovered carrier signal f' () is obtained. t), which is delayed and attenuated relative to the pure carrier signal f (t). Thus, the amplitude response that corresponds to the attenuation of the restored carrier signal f 1 (t), and the group delay that corresponds to the restoration of the restored carrier signal f '(t), of a satellite transponder which is an example of a general communication channel . The passage time of the narrowband signal at its center frequency corresponds to the group filter delay when the phase in the signal bandwidth can be linearly approximated. Similarly, the pulse frequency of the PN signal is determined.
Co se komunikačních satelitů týká, stačí určit amplitudovou odezvu a skupinové zpoždění nad pásmem • * · · fl · · fl· flfl flfl flfl propustnosti transpondéru pouze . jako vzhledem k amplitudové odezvě a skupinovému zpoždění na středové frekvenci pásma propustnosti. Proto stačí zpozdit pseudo-šumový signál PN(t) tak, aby byla amplituda obnoveného 5 nosného signálu f'(t) maximální, a amplitudu a zpoždění na středové frekvenci odečíst od amplitudy a zpoždění na libovolné jiné frekvenci v pásmu propustnosti.As far as communication satellites are concerned, it is sufficient to determine the amplitude response and group delay over the bandwidth of the transponder only. as with respect to amplitude response and group delay at the center frequency of the bandwidth band. Therefore, it is sufficient to delay the pseudo-noise signal PN (t) so that the amplitude of the restored 5 carrier signal f '(t) is maximal, and subtract the amplitude and delay at the center frequency from the amplitude and delay at any other frequency in the band.
Na obr. 3 jsou ukázány typické výsledky měření amplitudové odezvy (obr. 3a) a skupinového zpoždění (obr. 3b) získané způsobem podle vynálezu.Fig. 3 shows typical results of the amplitude response measurement (Fig. 3a) and group delay measurement (Fig. 3b) obtained by the method of the invention.
V případě satelitního komunikačního kanálu, tj.In the case of a satellite communication channel, i.
transpondéru, je nutno si uvědomit, že vzdálenost k satelitu se kvůli jeho pohybu v průběhu měření mění. Vlivem atmosféry se v průběhu měření může měnit i útlum trasy mezi pozemní stanicí a satelitem. Protože ve výše popsaném provedení se amplitudová odezva a skupinové zpoždění určuje odčítáním amplitudy a zpoždění na středové frekvenci od amplitudy a zpoždění na jiných diskrétních frekvencích, může dojít vlivem zmíněného pohybu satelitu a atmosférických podmínek a případně dalších podmínek k chybě.transponder, it should be noted that the distance to the satellite due to its movement during measurement. Due to the atmosphere, the attenuation between the ground station and the satellite may also change during the measurement. Since in the above-described embodiment, the amplitude response and group delay is determined by subtracting the amplitude and delay at the center frequency from the amplitude and delay at other discrete frequencies, an error may occur due to said satellite motion and atmospheric conditions and possibly other conditions.
Jak je ukázáno na obr. 4, chybu měření lze kompenzovat pomocí referenčního signálu sR(t) . Ty prvky na obr. 4, které byly již popsány v souvislosti s obr. 2, mají stejná odkazová čísla. Referenční signál sR(t) se generuje pomocí třetího multiplikátoru 18, do kterého vstupuje druhý pseudo-šumový signál PNR(t) generovaný druhým pseudo-šumovým generátorem, 17 a referenční nosný signál fR(t), který může mít pevnou frekvenci buď z pásma propustnosti stejného transpondéru nebo z pásma propustnosti s jinou centrální frekvencí jiného transpondéru stejného satelitu. Jako ve výše popsaném provedení se PN modulovaný referenční nosný signál sR(t) vyšle k satelitu a referenční příjmový signál sR'(t) se relativní hodnotyAs shown in Fig. 4, the measurement error can be compensated by a reference signal with R (t). Those elements in FIG. 4 which have already been described in connection with FIG. 2 have the same reference numbers. The reference signal s R (t) is generated by a third multiplier 18, which is inputted by a second pseudo-noise signal PN R (t) generated by the second pseudo-noise generator 17 and a reference carrier signal f R (t), which may have a fixed frequency either from the bandpass of the same transponder or from a bandwidth with a different central frequency of another transponder of the same satellite. As in the above embodiment, a PN modulated reference carrier signal with R (t) is sent to a satellite and a reference reception signal with R '(t) with relative values
LÍJ-13LI-13
Φ ·« » ΦΦ · «» Φ
Φ · • ΦΦ · Φ
4· * » ·· · · · · • · · · · · · φφφ • φ · · · φ φ » 99 ΦΦ ΦΦ vynásobí druhým pseudo-šumovým signálem PNR (t) tak, aby vznikl obnovený referenční signál fR' (t) . I když frekvence měřicího signálu se postupně nad pásmem propustnosti transpondéru mění, frekvence referenčního nosného signálu fR(t) zůstává pevná. Odečtením hodnot referenčního signálu od hodnou měřicích signálů v příslušných časech’ lze získat korigovanou amplitudovou odezvu a korigované skupinové zpoždění.4 multiplies the second pseudo-noise signal PN R (t) to produce a restored reference signal f R ' (t). Although the frequency of the measurement signal gradually changes over the transponder band, the frequency of the reference carrier signal f R (t) remains fixed. By subtracting the reference signal values from the good measuring signals at the appropriate times, a corrected amplitude response and a corrected group delay can be obtained.
Variantou popsaného měření skupinového zpoždění je měření fáze rekonstruované nosné PN modulovaného signálu na určité frekvenci v blízkosti první frekvence. Potom je možné aproximovat skupinové zpoždění na frekvenci, které leží mezí oběma měřicími frekvencemi, výpočtem rozdílu fází a jeho vydělením rozdílem frekvencí.A variant of the described group delay measurement is to measure the phase of the reconstructed carrier PN modulated signal at a certain frequency near the first frequency. It is then possible to approximate the group delay at a frequency that lies between the two measurement frequencies by calculating the phase difference and dividing it by the frequency difference.
Ve výše uvedeném popisu byly diskutovány pouze pseudošumové signály, protože je lze relativně snadno generovat. Ve způsobu a zařízení podle vynálezu však lze použít i skutečné šumové signály. Vlastnosti skutečných šumových signálů a pseudo-šumových signálů jsou odborníkům dobře známy a informace o nich lze najít například v učebnici Digital Communications - Fundamentals a Applications, Bernard Sklar, Prentice Halí, 1988.Only pseudo-noise signals have been discussed in the above description since they can be generated relatively easily. However, actual noise signals can also be used in the method and apparatus of the invention. The properties of real noise signals and pseudo-noise signals are well known to those skilled in the art, and information about them can be found, for example, in the Digital Communications - Fundamentals and Applications textbook, Bernard Sklar, Prentice Halí, 1988.
Claims (31)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20002192A CZ20002192A3 (en) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Process and apparatus for determining properties of communication apparatus elements under load |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20002192A CZ20002192A3 (en) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Process and apparatus for determining properties of communication apparatus elements under load |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20002192A3 true CZ20002192A3 (en) | 2000-12-13 |
Family
ID=5470988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20002192A CZ20002192A3 (en) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Process and apparatus for determining properties of communication apparatus elements under load |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ20002192A3 (en) |
-
1998
- 1998-12-17 CZ CZ20002192A patent/CZ20002192A3/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0929164B1 (en) | Method and apparatus for determining an operating point of a non-linear amplifier of a communication channel | |
| JP4197869B2 (en) | Method and apparatus for determining device characteristics of a communication channel | |
| EP0930734B1 (en) | Method and apparatus for determining characterics of components of a communication channel under load | |
| JP3546773B2 (en) | Method and apparatus for calibrating antenna array | |
| US5731993A (en) | Nonlinear amplifier operating point determination system and method | |
| US10581482B2 (en) | Method and system for calibrating a radiofrequency multichannel subsystem of a telecommunications payload | |
| US11476575B2 (en) | Transmit antenna calibration system and method | |
| CZ20002192A3 (en) | Process and apparatus for determining properties of communication apparatus elements under load | |
| JPH02280424A (en) | Transmission power control system | |
| Egami | Individual closed-loop satellite access power control system using overall satellite link quality level | |
| EP0790715A1 (en) | Method and apparatus for power regulation in a satellite telecommunications network with at least two satellites in view | |
| JPH03139027A (en) | Transmission power control system in satellite communication | |
| Kerczewski et al. | CW interference effects on high data rate transmission through the ACTS wideband channel | |
| JPH04192616A (en) | Automatic frequency and gain control circuit | |
| JPH044620A (en) | Transmission power controller |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |