DE1803263C - Schaltung zur Synchronisierung der Takt und/oder Tragerfrequenz bei der impulsbundel weisen Übertragung von digitalen Signalen über Nachrichtensatelliten zwischen mehreren Bodenstationen mittels Zeitmultiplex - Google Patents

Description

1 603 263

1 2

Durch die deutsche Auelegeschrift i 2,56 741 ge- Ein Ausfuhrungejjeispiel öer Bgndung yW an hört es zum Stand der Technik, bei einer Boden- Hand der Zeichnung erläutert. E« tot nur dasι B ock-, station, welche die Verwendung der Zeitmultiplex- schaltbild für eine der an dem System beteiligten MehrfachUbertragung innerhalb eines Relais-Über- Bodenstationen gezeichnet. Darin sind nur .die für tragungssystems mit einer Mehrzahl vein Boden- 5 die Erzeugung und Synchrpnlsaton des Bittaktes Stationen und einer entfernten Relaisstation in Form benötigten Schaltungstelle dargesellt. Das Blockeines Relaissatelliten ermöglicht, in der Bodenstation schaltbild gilt aber genauso für die Erzeugung und den Ausgleich der durch Schwankungen der Über- Synchronisierung der Trögerfrequenz (Zwischentragungszeit oder duroh Schwankungen der relativen frequenz), der Unterschied besteht edig ich darin, Stellung der Relaisstation sowfe durch Mehrweg- io daß die Oszillatorfrequenzen hier andere Werte auf- oder andere Überiragungsfehier bedingten Synchro- weisen. Das Wort »Taktfrequenz« in der folgenden nisationsverschiebung vorzunehmen. Beschreibung ist dann lediglich durch »Tröger-

Zur Übertragung binarer Signale über Nach- frequenz« bzw. »Zwisthenfrequenz« zu ersetzen,
richtensatelliten zwischen mehreren Bodenstationen Der von der Referenzstation 1 über den Satelliten 2 mittels Zeitmultiplex wurde ein Verfahren bekannt is Übertragene Referenzburst wird von einer anderen (veröffentlicht in IEEE Transactions of Communi- Bodenstation 3 empfangen, wo die Phase des hieraus cation Technique VoL-COM-16, August 1968, S. 581 abgeleiteten Bittaktes mit derjenigen der Ausgangsbis 588), bei dem die beteiligten Bodenstationen in spannung eines in seiner Frequenz regelbaren ersten zyklischer Reihenfolge sogenannte Bursts, die aus Oszilletors4 in einer ersten Phasenvergleichsschaleinem festen Takt aufeinanderfolgender Bits be- ao tung5 verglichen wird, deren Ausgangssignal über stehen, aussenden. Die Zeitpunkte der Aussendung einen ersten Tiefpaß 6 die Frequenz dieses Oszilladieser Bursts werden dabei so geregelt, daß sie tors 4 derart nachregelt, daß der Phasenwinkel zwi-(unter Berücksichtigung der recht großen Signallauf- sehen dessen Ausgangsspannung und der Taktzeiten zum Satelliten) zeitlich nacheinander am frequenz des empfangenen Referenzbursts nahezu Satelliten eintreffen und Überschneidungen mit as verschwindet. Damit schließt sich dieser erste Regel-Sicherheit vermieden werden. kreis. Die Ausgangsspannung 7 des ersten Oszilla-

Die binären Zeichen werden hierbei zur Über- tors 4 stellt den Takt für den Empfang des in der tragung zweckmäßigerweise dem verwendeten HF- Bodenstation 3 ankommenden Zeichenstromes dar. Träger in einem Phasenmodulationsverfahren auf- Die Phasenlage dieses Taktes 7 wird außerdem in moduliert. 30 einer zweiten Phasenvergleichsschaltung 8 mit der-

Zur Demodulation und Erkennung der binären jenigen des Taktes des wieder empfangenen Eigen-Zeichen in der empfangenden Bodenstation ist es bursts verglichen. Die Phasendifferenz erzeugt hier erforderlich, sowohl die Trägerspannung als auch wieder ein Regelkriterium, das über einen weiteren den Bittakt nach genauer Frequenz und Phasenlage Tiefpaß 9 einem zweiten in seiner Frequenz regelzu regenerieren. Bei dem bekannten Verfahren trifft 35 baren Oszillator 10 zugeführt wird,
nun infolge der für jeden Burst verschiedenen Lauf- Die Ausgangsspannung 12 dieses zweiten Oszilla-

zeit- bzw. Dopplereffekte in allen empfangenden tors 10 stellt die Taktfrequenz dar, die für die Sende-Bodenstationen jeder Burst mit einer anderen Phasen- seite bzw. zur Bildung 11 des zu sendenden Eigenlage bzw. Frequenz ein. Dies gilt sowohl für die bursts benötigt wird. Mit der Übertragung über den Taktfrequenz wie auch für den HF-Träger, der 40 Satelliten und anschließendem Wiederempfang des außerdem noch durch verschiedene in den Über- Eipenbursts schließt sich auch diener zweite Regeltragungsweg eingeschaltete Einseitenbandfrequenz- kreis.

umsetzungen beeinflußt werden kann. Eine Folge Aus der Tatsache, daß in diesem zweiten Regel-

hiervon ist, daß der Demodulator im Empfänger bei kreis die Signallaufzeit von der Bodenstation 3 zum jedem Burst sowohl auf den Bittakt als auch auf den 45 Satelliten und zurück enthalten ist, ergibt sich, daß Träger neu einschwingen muß, was technisch nur die Regelzeitkonstante groß gegen diese Laufzeit und mit Schwierigkeiten zu realisieren ist und wodurch damit die Grenzfrequenz des zweiten Tiefpasses 9 außerdem ein großer Teil der für die Übertragung entsprechend niedrig sein muß. Die Regelzeitkonder Nachricht zur Verfügung stehenden Zeit ver- stante des zweiten Regelkreises 2, 3, 8, 9, 10, 11 ist lorengeht. Außerdem muß ein großer Aufwand auf 50 also zweckmäßigerweise größer als diejenige des der Empfangsseite getrieben werden zur Erkennung ersten, 4, S, 6.

des Burstanfanges und auf der Sendeseite zur Rege- Die dargestellte analoge Regelung der Frequenzen

lung der Burstsendephase (d. h. des Zeitpunktes, zu mittels durch eine Gleichspannung regelbarer Oszildem der Burst ausgesendet wird). latoren kann selbstverständlich auch stufenweise er-

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das 55 folgen.

kohärente Eintreffen der Impulsbündel (Bursts) am Die Referenzstation unterscheidet sich von den

Satelliten zu erzwingen, ohne den Schaltungsaufwand übrigen Stationen lediglich dadurch, daß der zweite zu erhöhen. frequenzgeregelte Oszillator 10 durch einen frequenz-

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 an- konstanten (eventuell quarzgesteuerten) Oszillator 13 gegebene Erfindung gelöst. Damit werden die Signale 60 ersetzt sein kann (eventuell durch Umschaltung). Die zwangläufig auch wieder kohärent vom Satelliten zweite Phasenvergleichsschaltung 8 und der zweite ausgestrahlt und von allen Bodenstationen kohärent Tiefpaß 9 können in diesem Fall entfallen. Es kann empfangen. aber auch eine Station, die in der beschriebenen

Der im Anspruch 1 angegebene Grundgedanke Weise aufgebaut ist, unverändert als Referenzstation der Erfindung wird durch die im Anspruch 2 bc- 65 Verwendung finden; da in diesem Falle Referenzschricbenc Schaltung realisiert. und Eigenburst identisch sind, erhält der zweite

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Oszillator 10 keine Rcgclspannung und schwingt frei, in den übrigen Unteransprüchen beschrieben. An Stelle des Referenzbursts oder zusätzlich dazu

ao

kann (können) sun Phasenvergleich in der ersten Regelschleife 4, S, 6 auch jeder andere Burst (alle anderen Bursts) verwendet werden, der (die) auf den Referenzburst synchronisiert ist (sind).

Zusätzlich zu den Phasenvergleichsschaltungen 5 und. 8 können auch Frequenzvergleichsschaltungen verwendet sein, die zusätzlich ein der Frequenzdifferenz zwischen den beiden Eingangsspannungen proportionales und vorzeichengleiches Ausgangs· signal zur Regelung des nachgeschalteten frequenzgeregelten Oszillators liefern, Dies kann Insbesondere in dem zweiten Regelkreis 2, 3, 8, 9, 10, 11 notwendig sein, wenn die durch Dopplereffekte auftretenden Frequenzverwerfungen größer sind als die reziproke Signallaufzeit Bodenstation—-Satellit-Bodenstation. Ohne eine derartige zusätzliche Frequenzvergleichsschaltung könnte in diesem Falle die Synchronisation in dem zweiten Regelkreis, falls diese einmal auf Grund einer Störung außer Tritt gefallen sein sollte, nicht mehr selbständig wiederhergestellt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Schaltung zur Synchronisierung der Takt- as und/oder Trägerfrequenz bei der impulsoündelweisen Übertragung von digitalen Signalen über Nachrichtensatelliten zwischen mehreren Bodenstationen mittels Zeitmultiplex, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Frequenzen (Takt- und/oder Trägerfrequenzen jeder Station) jeweils auf der Sendeseite derart geregelt werden, daß sie für alle Impulsbündel (Bursts) am Satelliten kohärent eintreffen.

2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Referenzstation ihr Impulsbündel als Referenz-ImpulsbUndel (Referenzburst) mit einer Träger- und/oder Taktfrequenz ausstrahlt, die durch einen lokalen Oszillator geliefert werden, daß alle anderen Bodenstationen diesen Referenzburst empfangen, dessen Träger- und/oder Taktfrequenz sowie die Phasenlage der genannten Frequenzen ableiten, diese Phasenlage mit der Phasenlage eines auf der entsprochenden Frequenz schwingenden, die empfangsseltlge TrUger« und/oder Taktspannung der jeweiligen Station liefernden Oszillators vergleichen und ihn bis zum Verschwinden der Differenz zwischen den beiden Phasenlagen nachregeln und daß schließlich aus dem wieder empfangenen eigenen Impulsbllndel (Eigenburst) die Trilger- und/oder Taktphase abgeleitet und mit derjenigen des die empfangsseitige Träger- und/oder Taktspannung liefernden Oszillators verglichen wird und mit dem so abgeleiteten Regelkriterium ein weiterer, die sendeseitige TrUgerspannung liefernder Oszillator sowie ein den Bittakt liefernder Oszillator so lange nachgeregelt werden, bis Referenz- und Eigenburst kohärent eintreffen.

3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sendeseitige Regelzeitkonstante (2, 3, 8, 9, 10, 11) größer ist als die empfangsseitige (4, S, 6).

4. Schaltung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden Frequenzregelschleifen stufenweise arbeitet.

5. Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch die Verwendung in Umsetzerstufen.

6. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Referenzbursts oder zusätzlich zu ihm einer oder mehrere andere mit dem Referenzburst synchrone Bursts zur Synchronisierung der ersten Regelschleife (4, 5, 6) verwendet werden.

7. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer oder zu beiden Phasenvergleichsschaltungen (5 bzw. 8) je eine Frequenzvergleichsschaltung verwendet ist, die zusätzlich ein der Frequenzdiflerenz zwischen den beiden Eingangsspannungen proportionales und vorzeichengleiches Ausgangssignal zur Regelung des nachgeschalteten frequenzgeregelten Oszillators liefert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen