DE1230472B

DE1230472B - Two-way radio communication between earth stations via an artificial earth satellite as a relay station

Info

Publication number: DE1230472B
Application number: DES74014A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Baur; Dr-Ing Karl-Ludwig Lenz; Dipl-Ing Gerhard Foeller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-05-17
Filing date: 1961-05-17
Publication date: 1966-12-15

Description

Zweiweg-Funknachrichtenverbindung zwischen Bodenstationen über einen künstlichen Erdsatelliten als Relaisstation BeiFunknachrichtenverbindungenzwischenBodenstationen über künstliche Erdsatelliten ist infolge ionosphärischer Einflüsse die Empfangsqualität von der gewählten Frequenzlage abhängig, in der die Nachricht übermittelt wird.Two-way radio communication link between ground stations via a artificial earth satellites as a relay station for radio communication links between earth stations The reception quality via artificial earth satellites is due to ionospheric influences depends on the selected frequency position in which the message is transmitted.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Abhängigkeit in ihrem Einfiuß dadurch möglichst klein zu halten, daß automatisch ständig die günstigste Frequenzlage für die Nachrichtenübertragung ausgewählt wird.The object of the invention is to influence this dependency thereby keeping it as small as possible so that the most favorable frequency position is always automatically available selected for messaging.

Hierfür eignet sich dem Grunde nach das bekannte Frequenz-Diversity-Verfahren, bei dem jedoch der Aufwand verhältnismäßig groß ist, da auf der Sendeseite ständig die gleiche Nachricht über mehrere Sender abgestrahlt werden muß und lediglich auf der Empfangsseite eine automatische Umschaltung auf die günstigste Frequenzlage vorgenommen wird.The well-known frequency diversity method is basically suitable for this, In which, however, the effort is relatively high, since it is constantly on the sending side the same message must be broadcast over several transmitters and only on the receiving side automatically switches to the most favorable frequency position is made.

Um die durch Schwunderscheinungen beeinträchtigten Empfangsverhältnisse von Nachrichtenübertragungseinrichtungen zu verbessern, ist es bekannt, eine in. Gegenrichtung verlaufende Funkverbindung zur Übermittlung eines Kriteriums für die Änderung der Übertragungsfrequenz bei ungenügender Übertragungsgüte zu verwenden, indem in Abhängigkeit von der Empfangsfeldstärke die Senderfrequenz bis zum günstigsten Wert geändert wird. Es wird dabei bei Unterschreitung eines bestimmten Feldstärkewertes (Schwellwert) ein Suchvorgang eingeleitet, durch den eine günstigere Übertragungsfrequenz gefunden werden soll. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Nachrichtenübertragung während des Suchvorganges unterbrochen ist und daß eine solche Frequenzänderung bei vertretbarem Aufwand und hinreichender Betriebssicherheit nur in einem begrenzten Frequenzbereich durchführbar ist.To the reception conditions impaired by atrophy phenomena To improve communications equipment, it is known to use an in. Radio link running in the opposite direction for the transmission of a criterion for the Change the transmission frequency if the transmission quality is inadequate, by adjusting the transmitter frequency to the cheapest depending on the reception field strength Value is changed. It is activated when the field strength falls below a certain value (Threshold value) initiated a search process through which a more favorable transmission frequency should be found. This arrangement has the disadvantage that the message transmission is interrupted during the search process and that such a frequency change with a justifiable effort and sufficient operational reliability only in a limited way Frequency range is feasible.

Eine weitere bekannte Anordnung zur Frequenzänderung eines Senders besteht darin, daß auf der Empfangsseite ein Hilfssender und auf der Sendeseite ein Hilfsempfänger verwendet wird und daß bei Unterschreiten eines bestimmten Signalrauschverhältnisses automatisch über die Hilfsverbindung ein Signal zur Änderung der Trägerfrequenz des Senders gegeben wird, das die Sendefrequenz nachregelt.Another known arrangement for changing the frequency of a transmitter consists in that on the receiving side an auxiliary transmitter and on the transmitting side an auxiliary receiver is used and that when the signal-to-noise ratio falls below a certain level automatically a signal to change the carrier frequency via the auxiliary connection of the transmitter is given, which readjusts the transmission frequency.

Bei einer Nachrichtenübertragung über Erdsatelliten würden diese bekannten Maßnahmen nicht zu dem angestrebten Erfolg führen, da sich entweder die schnell wechselnden Ausbreitungsbedingungen während des Suchvorganges bereits wieder geändert haben könnten oder sich durch die Frequenzänderung die Übertragungsqualität noch mehr verschlechtert haben kann.In the case of a message transmission via earth satellites, these would be known Measures do not lead to the desired success, as either the quick changing propagation conditions already changed again during the search process could have or the transmission quality due to the frequency change may have deteriorated more.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind in wenigstens einer von beiden Bodenstationen zwei oder mehr Sender in verschiedener Frequenzlage vorgesehen, von denen der eine Sender mit der zu übertragenden Nachricht und einem Pilotsignal und der andere Sender nur mit dem Pilotsignal moduliert ist, und in der Gegenstation zwei auf die Sender abgestimmte Empfänger und eine Anordnung vorgesehen, die laufend durch Auswertung des Geräuschabstandes der empfangenen Pilotsignale die Frequenzlage mit den besseren Ausbreitungsverhältnissen feststellt und eine Umschaltung der Nachrichtenmodulation auf den Sender mit der günstigeren Frequenzlage in an sich bekannter Weise mittels der in Gegenrichtung verlaufenden Funkverbindung bewirkt.According to the present invention are in at least one of the two Ground stations two or more transmitters in different frequency ranges provided by those of the one transmitter with the message to be transmitted and a pilot signal and the other transmitter is only modulated with the pilot signal, and in the opposite station two receivers matched to the transmitter and an arrangement provided, which is ongoing the frequency position by evaluating the signal-to-noise ratio of the received pilot signals with the better propagation ratios and a switch of the message modulation by means of the transmitter with the more favorable frequency position in a manner known per se the radio link running in the opposite direction.

Gegenüber dem Frequenz-Diversity-Verfahren ergibt sich hierbei der Vorteil, daß Sendeleistung eingespart wird, da das Nachrichtenband ständig nur über einen Sender ausgestrahlt wird, während das über den zweiten Sender ausgestrahlte schmalbandige Pilotsignal nur wenig Sendeleistung erfordert. Die Verwendung von wenigstens zwei Sendern hat ferner den Vorteil einer freien Frequenzwahl und den der verzögerungsfreien Umschaltung der Sender.Compared to the frequency diversity method, this results in the Advantage that transmission power is saved, since the message band is constantly only over one station is broadcast while the one broadcast on the second station narrow-band pilot signal requires little transmission power. The usage of at least two transmitters also has the advantage of a free frequency selection and the the delay-free switching of the transmitters.

Die erfindungsgemäße Funknachrichtenverbindung zwischen Bodenstationen über künstliche Erdsatelliten wird beispielsweise wie folgt aufgebaut: In einer Bodenstation A strahlt ein erster Sender die Nachrichten und ein Pilotsignal 1 ab, und in der gleichen Bodenstation sendet ein zweiter Sender lediglich ein Pilotsignal2 in einem anderen Frequenzband aus. Bei dem zweiten Sender wird somit die für die Nachrichtenbandbreite notwendige Sendeleistung gespart. In einer Gegenstation B werden beide Pilotsignale getrennt empfangen, und es ist eine geeignete Anordnung vorgesehen, die entscheiden kann, für welche Frequenz die Ausbreitungsverhältnisse augenblicklich am günstigsten sind.The radio communication link according to the invention between ground stations via artificial earth satellites is set up, for example, as follows: In one Ground station A broadcasts the news and a pilot signal 1 from a first transmitter, and in the same earth station a second transmitter only sends a pilot signal2 in a different frequency band. In the case of the second transmitter, the Message bandwidth required transmission power saved. In a remote station B will receive both pilot signals separately, and it is an appropriate one Arrangement provided that can decide for which frequency the propagation conditions are currently cheapest.

Durch eine Zusatzmodulation oder ein sonstiges Signal wird über die in Gegenrichtung über den Satelliten verlaufende Funkverbindung von der Station B die Umschaltung der Nachrichtenmodulation in der Station A auf den Sender der günstigsten Frequenzlage ausgelöst. Um die Übertragung von der Station B nach der Station A ebenfalls im günstigsten Frequenzband abzuwickeln, sind die Stationen für die Gegenrichtung entsprechend ausgerüstet. Für die Steuerung des Wechsels der Frequenzlagen können ein oder beide Pilotsignale der Gegenrichtung ausgenutzt werden.An additional modulation or some other signal triggers the switching of the message modulation in station A to the transmitter of the most favorable frequency position via the radio link running in the opposite direction via the satellite from station B. In order to also handle the transmission from station B to station A in the most favorable frequency band, the stations for the opposite direction are equipped accordingly. One or both pilot signals of the opposite direction can be used to control the change in frequency positions.

Wenn die Ausbreitungswege für beide Frequenzbänder wesentlich verschieden sind, kann es zweckmäßig sein, mit dem Wechsel der Frequenzlage die Antennenstellung auf der Sende- und/oder auf der Empfangsseite den Ausbreitungswegen in den verschiedenen Frequenzlagen anzupassen, d. h. die Antennenstellungen gleichzeitig mit der Umschaltung der Frequenzbänder zu korrigieren. Die Umschaltung kann durch die Empfangsanordnung beim Unterschreiten einer gewissen Empfangsfeldstärke selbsttätig ausgelöst werden.If the propagation paths for both frequency bands are significantly different it may be useful to change the antenna position when the frequency position is changed on the sending and / or receiving side, the propagation paths in the various Adapt frequency ranges, d. H. the antenna positions at the same time as the switchover to correct the frequency bands. The switching can be done by the receiving arrangement are triggered automatically when the reception field strength falls below a certain level.

Für die Verfolgung des Satelliten werden selbsttätige Nachsteuereinrichtungen bzw. Nachführeinrichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Sende-und Empfangsantennen in den Bodenstationen dem Satelliten nachgeführt werden. Es ist deshalb vorteilhaft, alle Änderungen möglichst stetig vorzunehmen, damit die Antennen stets auf den Satelliten gerichtet bleiben. Bei einem sprunghaften Wechsel, der natürlich im Prinzip ebenfalls möglich wäre, bestände sonst die Gefahr, daß die Nachführung der Antennen gestört und dadurch die Nachrichtenverbindung über den Satelliten unterbrochen wird.Automatic readjustment devices are used to track the satellite or tracking devices are provided, with the help of which the transmitting and receiving antennas be tracked in the ground stations of the satellite. It is therefore advantageous make all changes as steadily as possible so that the antennas are always on the satellite stay directed. In the case of a sudden change, of course, in principle, too would be possible, there would otherwise be the risk that the tracking of the antennas would be disturbed and thereby the communication link via the satellite is interrupted.

Die Erfindung ist anwendbar sowohl beider Nachrichtenübertragung über sogenannte aktive Nachrichtensatelliten, die einen eingebauten Empfänger und Sender besitzen, als auch bei der Nachrichtenübermittlung über sogenannte passive Satelliten, die keinen eigenen Empfänger und Sender besitzen und z. B. die ankommenden Nachrichtensignale nur diffus reflektieren.The invention is applicable to both message transmission over so-called active communication satellites, which have a built-in receiver and transmitter as well as when transmitting messages via so-called passive satellites, who do not have their own receiver and transmitter and z. B. the incoming message signals reflect only diffusely.

Claims

Claims: 1. Two-way radio communication link between ground stations via an artificial earth satellite as a relay station using the in the opposite direction Radio link running over the satellite for the transmission of a criterion for changing the transmission frequency if the transmission quality of the Message, characterized in that in at least one of the two ground stations two or more transmitters are provided in different frequency positions, of which the one transmitter with the message to be transmitted and a pilot signal and the other Transmitter is only modulated with the pilot signal, and that in the opposite station two on the transmitter tuned receivers and an arrangement are provided that are ongoing the frequency position by evaluating the signal-to-noise ratio of the received pilot signals with the better propagation ratios and a switch of the message modulation by means of the transmitter with the more favorable frequency position in a manner known per se the radio link running in the opposite direction.

2. Two-way radio communication link according to claim 1, characterized in that with the change of the frequency position the Antenna position on the transmission and / or on the reception side of the propagation paths is adapted in the different frequency ranges. Considered publications: German Patent No. 877 325; British Patent No. 830,482.