DE1591069B2 - Verfahren zur Bildung von Zeitmultiplex-Signalstössen in einer erdgebundenen Sendestation eines TDMA-Satelliten-Nachrichtensystems - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung von Zeitmultiplex-Signalstößen in einer erdgebundnen Sendestation eines TDMA-Satelliten-Nachrichtensystems nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches ist aus Proc. Internat. Sympos. on Global Communications, 1964, Seiten 61 und 100 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren werden die Sendestationskanäle mit einer Geschwindigkeit abgetastet, die gerade ausreicht, um alle Nachrichtenkanäle der Sendestation abzutasten. Die Nachrichtenabtastung wird über einen PCM-Codierer einem Zeitrafferspeicher zugeführt, der sie zu einem Signalstoß komprimiert, dessen Dauer dem zugewiesenen Zeitbereich entspricht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem der Zeitrafferspeicher entbehrlich ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Nach der im Anspruch 2 angegebenen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden nur die aktiven Nachrichtenkanäle der Sendestation abgetastet. Sind nicht alle Nachrichtenkanäle der Sendestation aktiviert, so wird dadurch der Signalstoß verkürzt und kann eine andere Sendestation in dem freigewordenen Teil des Zeitrahmens senden.

Die durch die Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Signalstöße in ihrer Länge verändert und dem Bedarf angepaßt werden können. Man erhält dadurch eine bessere Ausnutzung der Relaisstation. Die Impulsstöße können unmittelbar durch die Abtastung gebildet werden, so daß eine Zwischenspeicherung nicht notwendig ist. Der Beginn der Abtastung ist über ein Synchronisiersignal einer Hauptstation so gewählt, daß der Impulsstoß die Relaisstation in dem zugewiesenen Zeitbereich erreicht. Ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine derartige Synchronisierung ist in der DE-AS 16 91 072 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und ein Beispiel für den Stand der Technik wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild, welches die Art und Weise darstellt, in welcher die Abtastung in bekannten TDM-Nachrichtensystemen vorgenommen wird;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Bodenstation, die nach der Erfindung arbeitet.

In Fig. 1 sind der Station YSprachkanäle zugeordnet. Eine Abtastvorrichtung 10, die schematisch durch einen mechanischen Schalter 12 dargestellt ist, tastet jeden Kanal mit einer Nyquist-Geschwindigkeit von 8000 Abtastungen pro Sekunde ab. Mit anderen Worten, der Schalter 12 läuft mit 8000 Umdrehungen pro Sekunde um und tastet daher jeden Kanal einmal alle 125 Mikrosekunden ab. Die Abtastungen liegen während der ganzen, 125 Mikrosekunden dauernden Nyquist-Periode im gleichen Zeitabstand voneinander. Das PA M-Ausgangssignal des Schalters 12 wird in einem mit niedriger Geschwindigkeit arbeitenden Codierer 14 eingegeben, welcher die PAM-Impulse in PCM-Impulse umwandelt. Das PCM-Ausgangssignal der Codiereinrichtung wird in einen Zeitrafferspeicher 16 eingegeben, in welchem er für die TDM-Rahmenzeit gespeichert wird, um eine Schachtelung der PCM-Impulse mit entsprechenden Signalen anderer Stationen im System zu gestatten. Der Zeitrafferspeicher 16 wird in jeder Station einmal pro Rahmenzeit in Form eines TDM-Signalstoßes abgetastet, wobei der Signalstoß gesendet wird, um die Relaisstation (Satelliten) in dem der Station zugeordneten Zeitbereich zu erreichen. Ein weiterer, nicht dargestellter Speicher ist ebenfalls in jeder Empfangsstation erforderlich, um die gerafften, PCM-Impulse vor ihrer Decodierung zu dehnen. In dem bekannten TDMA-System ist jeder Zeitbereich oder

jede Signalstoßzeit in der Länge festgelegt und liegt etwa in der Größenordnung von 100 MikroSekunden. Der Zeitrahmen für ein System mit 100 Sprachkanälen war in der Größenordnung von 10 Millisekunden.

In dem bekannten System ist nicht nur ein Zeitrafferspeicher erforderlich, da die Signalstoßzeit gegenüber der Nyquist-Abtastperione von 125 Mikrosekunden lang ist, sondern auch infolge der Abtastechnik (Fig. 1), gemäß welcher die Kanalabtastungen in jeder Station im gleichen Abstand über die gesamte Periode von 125 MikroSekunden liegen. Die Abtastungen aus jeder Abtastperiode werden im Speicher während der Rahmenzeit gespeichert und werden durch Abnahme oder Aussendung in einem einzigen Signalstoß pro Zeitrahmen gerafft, um den Satelliten im richtigen Zeitbereich zu erreichen.

Bei dieser bekannten Methode ist der Zeitbereich in der Länge festgelegt, woraus sich eine große Unwirtschaftlichkeit in der Verwendung des Satelliten ergibt, wenn einige der einer Abtastvorrichtung zugeordneten Kanäle nicht benötigt werden. Die einzige Möglichkeit, in der inaktive Kanäle anderen Abtastvorrichtungen zugeordnet werden können, besteht darin, einen ganzen Zeitbereich erneut zuzuordnen. Das Hinzufügen von einzelnen Kanälen, um den Zeitbereich zu vergrößern, ist nicht praktikabel im Hinblick auf den dazu erforderlich äußerst komplizierten Speicher.

F i g. 2 stellt einen Teil einer Sendestation dar, die nach der Erfindung arbeitet, so daß ein Zeitrafferspeicher entfällt und ferner Kanäle zu einer Station hinzugefügt oder weggenommen werden können, und zwar jeweils ein Kanal. Dies wird durch Verwendung der nachfolgenden Abtastmethode erreicht.

Die Station weist eine Abtastvorrichtung 18 auf, welche durch einen Schalter 20 dargestellt ist, der mit einer Drehzahl von 8000 Umdrehungen pro Sekunde umläuft. Es sei angenommen, daß die Abtastvorrichtung 20 Y Kanaleingänge 22 aufweist und daß N Kanäle im kompletten System vorhanden sind, wobei 1 < Y< N. Normalerweise seien nur y Kanäle in der Station aktiv, wobei 1 :Sy< Y, in welchem Fall der PAM-Signalstoß am Ausgang des Schalters 20 Abtastungen aus den Kanälen 1, 2 ... y aufweist. Dabei ist zu beachten, daß der Schalter N Stellungen umfaßt, wovon alle innerhalb einer 125 Mikrosekunden dauernden Umdrehung des Schalters liegen.

Nur die y aktiven Kanäle erzeugen PAM-Impulse und diese Impulse liegen bereits in Form eines Signalstoßes (Burst) vor. Die aktiven Kanäle werden mit der Nyquist-Geschwindigkeit von 8000 Abtastungen pro Sekunde abgetastet, aber die Zeit zwischen den PAM-Impulsen ist kleiner als gemäß der bekannten in Fig. 1 illustrierten Methode, da innerhalb der Rahmenzeit wesentlich mehr Kanäle abgetastet werden, nämlich alle N Kanäle des Systems. Die Signalstoßdauer der PAM-Impulse beträgt nur Y7A/der Zeitspanne von 125 Mikrosekunden, die als Rahmenzeit gewählt ist. Das Ausgangssignal der Abtastvorrichtung wird einem mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden PCM-Codierer 24 zugeführt, welcher die Signalstöße direkt einem nicht gezeigten Sender zuführt, ohne daß der in F i g. 1 dargestellte Zeitrafferspeicher dazwischengeschaltet wird. In Fig. 2 kennzeichnet Edas Einschaltsignal, das von der Synchronisierungseinrichtung für die Impulsstö

κι

ße kommt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann eine andere Sendestation eine Abtastvorrichtung haben, welche X Knäle aufweist, wobei A"die maximale Anzahl von Kanälen darstellt, welche in der Sendestation jemals benutzt werden sollen und 1 <X<N ist. Jedoch stellt χ die normale Anzahl aktiver Kanäle dar, wobei 1 <x<X. Die Sendestation kann ihre Anzahl (yoder X) aktiver Kanäle erhöhen, wodurch die Signalstoßdauer der Station vergrößert wird.

Es sei angenommen, daß der ersten Sendestation mit y aktiven Kanälen ein Zeitbereich zugeordnet ist, welcher unmittelbar dem der zweiten Sendestation mit χ aktiven Kanälen vorausgeht. Die Synchronisierungsvorrichtung gemäß der DE-AS 16 91 072 arbeitet in der Weise, daß der Kanal 1 der zweiten Station neben dem Kanal y im TDM A-Zeitrahmen angeordnet wird. Wenn nicht alle Kanäle verwendet werden und ein Kanal einer Station weggenommen oder hinzugefügt wird, so ordnet die Synchronisierungsvorrichtung nachfolgende Signalstöße derart, daß sie sich in der Relaisstation aneinander anschließen. Falls ein TDMA-System bereits mit voller Kapazität arbeitet, so muß natürlich eine Sendestation einen Kanal aufgeben und seine Signalstokdauer verkürzen, bevor in einer anderen Sendestation ein Kanal hinzugefügt werden kann.

Man erkennt die Flexibilität des Systems, wenn man ein System mit drei Sendestationen in Betracht zieht, wobei z. B. eine Station in Los Angeles, eine andere in Tokio und eine weitere auf Hawaii liegt. Ist es Mittag in Los Angeles, so ist es Mitternacht in Tokio. Daher würde zu dieser Zeit der Bedarf für Kanäle zwischen Los Angeles und Hawaii weit größer sein als für Kanäle zwischen Los Angeles und Tokio. Bei dem Verfahren gemäß F i g. 2 können inaktive Kanäle, die normalerweise Tokio zugeordnet sind, nunmehr Los Angeles und Hawaii zugeordnet werden. Dieses Ergebnis wird dadurch erreicht, daß in der Abtastvorrichtung in Tokio Kanaleingänge inaktiv gemacht werden und daß die gleiche Anzahl von Kanaleingängen in der Abtastvorrichtung von Los Angeles oder Hawaii zusätzlich aktiviert wird. In dem vorausgehend erwähnten, früher vorgeschlagenen System war die jeder Sendestation zugeordnete Signalstoßdauer festgelegt, wodurch sich eine Verschwendung von Satellitenzeit ergab, wenn eine Sendestation, wie beispielsweise Tokio, nicht alle Kanäle in einem Signalstoß-Zeitbereich verwendete und eine andere Sendestation, wie beispielsweise Los Angeles, mehr als ihre normale Anzahl aktiver Kanäle benötigte.

Die Tatsache, daß gewisse Kanäle in einer bestimmten Sendestation nicht benötigt werden, kann leicht dadurch anderen Sendestationen mitgeteilt werden, daß diese Nachricht in eine vorausgehende Nachrichten-Übermittlung aufgenommen wird. Andererseits kann die Zuordnung von Kanälen aufgrund eines Zeitplans erfolgen, so daß während täglicher Perioden von geringer Sendelast an einer Sendestation eine vorgegebene Anzahl von Kanälen von dieser Sendestation abgegeben und zur Signalstoßdauer einer anderen Sendestation hinzugefügt wird, die einen größeren Sendeumfang aufweist, der zusätzliche Kanäle erfordert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bildung von Zeitmultiplex-Signalstößen in einer erdgebundenen Sendestation eines TDMA-Satelliten-Nachrichtensystems, das eine Vielzahl von erdgebundenen Stationen und eine einzige Relaisstation aufweist, wobei die Sendestation eine Mehrzahl von Nachrichtenkanälen besitzt und normalerweise einen Zeitmultiplex-Signalstoi3 in einen zugewiesenen Zeitbereich eines TDM-Zeitrahmens bei der Relaisstation setzt, der Signalstoß Nachrichtenabtastungen der Sendestationskanäle enthält und der TDM-Zeitrahmen nicht mehr als einen Signalstoß jeder Sendestation enthält, d a durch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenkanäle der Sendestation mit einer Geschwindigkeit abgetastet werden, die ausreicht, um die Gesamtzahl von N Kanälen in dem gesamten TDMA-System während einer Abtastperiode T abzutasten, daß die Gesamtzahl der zugewiesenen Kanäle Y (22) in der Sendestation innerhalb einer Zeitdauer von (Υ/Ν)χ T abgetastet wird, so daß in der Station ein Signalstoß der Länge (YIN)x T erzeugt wird und alle Nachrichtenkanäle innerhalb der Dauer des zugewiesenen Zeitbereichs der Station abgetastet werden, daß der Signalstoß nach dem Abtasten der Nachrichtenkanäle in der Sendestation einem PCM-Codierer (24) zugeführt wird und daß das Ausgangssignal des Codierers unmittelbar (ohne Zeitrafferspeicher) dem Sender zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sendestation nur die aktiven Nachrichtenkanäle abgetastet werden, wodurch die Länge des TDM-Signalstoßes entsprechend der Anzahl der aktiven Kanäle der Sendestation verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalstöße der aktiven Kanäle pulsamplitudenmoduliert sind und die Signalstöße der aktiven Kanäle zu pulscodemodulierten Signalstößen codiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Sendestation die Abtastung zu dem Zeitpunkt beginnt, zu dem die Übertragung eines Impulsstoßes durch die Sendestation ausgelöst wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastgeschwindigkeit jedes aktiven Kanals gleich der Nyquist-Frequenz der in den aktiven Kanälen enthaltenen Information eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Information Sprachinformation ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastungsgeschwindigkeit 8000 Sekunden-' beträgt und die TDM-Rahmenzeit 125 Mikrosekunden beträgt.

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