DE1804870B2 - System zur Übertragung von binärcodierten Nachrichten - Google Patents

Description

Die Ausnutzung der Übertragungsbandbreite vom Nachrichtenübertragiingssystem ist aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht, besonders bei aufwendigen Systemen, wie beispielsweise Satellitenübertragungssystemen. Gebräuchliche Verfahren sind Multiplex- verfahren, die sich in drei Gruppen aufteilen lassen, nämlich in Zeitmultiplex-, Frequenzmultiplex- und Zeitfunktioncnmultiplex-Verfahren. Von diesen sind Zeit- und Frequenzmultiplex-Verfahren seit langem gebräuchlich. Zeitfunktionenmultiplcx-Verfahren sind unter den Namen Radas und SSMA vorgeschlagen worden. Die Übertragung erfolgt durch Binärverschlüsselung der Informationszeichen mit Zeitfunktionen, und die einzelnen Zeitfunktionen überlagern sich im Satelliten zu einem Nachrichtengegemisch. Die Zeitfunktionen können beispielsweise aus Adressen bestehen, die Informationen über Sender und/oder Empfänger enthalten und zusätzlich in ihrer Polarität oder durch Amplitudenmodulation die eigentliche Nachricht enthalten. Die Gewinnung der Einzelnachrieht erfolgt durch Korrelation einer festen Zeitfunktion, z. B. der Eigenadresse der jeweiligen Bodenstation, mit dem gesamten Nachrichtengemisch.

Zwischen den Zeitrahmen der einzelnen Bodenstationen dürfen im Erdsatelliten zeitliche Verschiebungen bestehen.

Mit der Festlegung eines konstanten Zeitrahmens durch die Aussendung von Synchronisierzeichen ist unter Zuhilfenahme des Bittaktes zugleich festgelegt, wieviele Bits pro Rahmen von einer Bodenstation übertragen werden können. Wird pro Kanal und pro Rahmen eine bestimmte Bitzahl angenommen, so ist die Zahl der Kanäle pro Zeitrahmen ebenfalls festgelegt. Diese Kanalzahl steht allen teilnehmenden Bodenstationen in gleicher Weise zur Verfügung. Ihre Zahl beträgt CIn.

Bei schwankendem Nachrichtenangebot bei den einzelnen Bodenstationen wird der Fall häufig eintreten, daß einige Bodenstationen die ihnen zur Verfügung stehenden Kanäle CIn nicht voll belegen können, sondern dies nur zu einem Bruchteil

(CIn)*= k-(CIn)

mit k <C I tun, während andere Bodenstationen Bedarf an zusätzlichen Kanälen haben, aber bei starrer Zuordnung nicht decken können.

Die wirtschaftlichste Ausnutzung des Nachrichteniibertragungssystems ist damit nicht gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Ausnutzungsgrad des Übertragungssystems zu erhöhen und damit seine Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

fm folgenden wird die Erfindung an Hand der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Fig. 1 zeigt übereinander die Kanalbelegung dreier Bodenstationen in schematischer Darstellung. Nach Synchronisierzeichen 5 werden Kontrollzeichen V ausgesendet, im Anschluß daran folgen die Kanäle. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß pro Kanal und Zeittakt ein Bit übertragen wird. Während die Bodenstation A ihre Kanäle voll belegt hat, nutzen die Bodenstationen B und C ihre Übertragungskapazität nicht voll aus. Die Bodenstation A sucht solche Lücken in der Übertragung anderer Bodenstationen auf, um sie mit eigenen Überlragungskanälen zu belegen. In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Zuweisung solcher Lücken zu den einzelnen Bodenstationen von einer als Vermittlungsstelle wirkenden Mutterstation durchgeführt, um Doppelbelegungen zu vermeiden, die in Erscheinung treten könnten, wenn die Belegung freier Kanäle den einzelnen Bodenstationen überlassen wird.

Die Informationen, die nun in »fremden« Kanälen übertragen werden, müssen besonders gekennzeichnet werden. Die einzelne, einen solchen Kanal belegende Bodenstation sendet ja während der Gesamtzeit des Zeitrahmens bereits, so daß die Informationsübertragung auf den fremden Kanälen zeitlich mit Informationsübertragungen auf eigenen Kanäle zusammenfällt. Da eine Trennung der einzelnen Nachrichten lediglich an Hand der Adressen erfolgt, ist eine besondere Kennung für die Adressen erforderlich, die in »fremden« Kanälen übertragen werden.

Besonders einfach wird die erforderliche besondere Kennung der Adressen, wenn der hochfrequente Träger für diese für fremde Kanäle bestimmten Nachrichten in Phasenquadratur zum hochfrequenten Träger der normal übertragenden Nachrichten steht. Die Bedingung der Phasenquadratur ist in besonders einfacher Weise durch eine Verschiebung einer Sinusfunktion um 90° erreichbar, so daß sie in eine Cosinusfunktion übergeht.

F i g. 1 zeigt den Fall, daß infolge starrer Beziehungen von Zeitrahmen, Bittakt und Kanalzahl nicht belegte Kanäle am Ende des Zeitrahmens in Erscheinung treten können.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 geht davon aus, daß die binärcodierten Zeichen nicht in der Form von Rechteckimpulsen auftreten, sondern daß pro Bit eine Glockenkurve übertragen wird, die etwa nach Fig. 2 einen Rechteck verlauf entsprechend a) in einen Verlauf entsprechend c) verwandelt. Jede Bodenstation prüft ständig, ob ihre sämtlichen Kanäle belegt sind. Ist dies nicht der Fall, so verringert sie ihren Bittakt um einen entsprechenden Faktor. Fig. 2b zeigt dies für den Fall, daß genau die Hälfte der Kanäle nicht belegt sind (k = 0,5); der Bittakt wird dann ebenfalls halbiert, d. h., jedes Bit weist gegenüber dem vorherigen Zustand die doppelte Länge auf. Entsprechend der Glockenform der Impulse entsteht also aus der Zeitfunktion nach F i g. 2 c eine solche nach Fig.2d. Es zeigt sich, daß zwischen den einzelnen Glockenimpulsen Lücken vorhanden sind, die durch andere Bodenstationen belegt werden können.

Bei Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 geht man davon aus, daß das Auftreten unter Umständen sehr kleiner Lücken zu Schwierigkeiten bei der Zuordnung zu »fremden« Bodenstationen führen kann. Es wird deshalb eine Zwischenspeicherung sowohl der Nachrichten vorgenommen, die die nicht voll ausgelastete Station übertragen soll, als auch derjenigen Nachrichten, die die voll belegte Station über zusätzliche Kanäle übertragen möchte. Die Zwischenspeicherung der Nachrichten der nicht voll belegten Station erfolgt über so viele Zeitrahmen hinweg, bis die Lücken sich zu einem vollen Zeitrahmen aufsummiert haben. Dieser komplette Zeitrahmen wird nun der oder den anderen Stationen) zugewiesen, die »fremde« Kanäle zu benutzen wünschen.

Die Teilnahme vieler Bodenstationen an der Nachrichtenübertragung wirft das Problem einer exakten Synchronisierung aller Stationen auf, die technisch nur schwer zu realisieren sind. In Wirklichkeit wird es so sein, daß infolge minimaler Frequenzunter-

schiede der einzelnen Stationen kleine zeitliche Verschiebungen der Kanäle der einzelnen Stationen gegeneinander auftreten werden. Da die Lücken ausgefüllt werden sollen, die ihrerseits durch ihre zeitliche Lage definiert sind, verursachen diese geringen zeitliehen Verschiebungen unter Umständen Überdekkungen an den Lückenrändern. Zweckmäßigerweise hält jede Bodenstation, die fremde Kanäle belegt, für diese Belegung den Bittakt derjenigen Bodenstation ein, zu der diese Kanäle eigentlich gehören würden, um zu vermeiden, daß diese Überdeckungen einen vorgegebenen Höchstwert überschreiten. Bei der Nachrichtenübertragung mit Zwischenspeicherung wird diese Schwierigkeit vermieden.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. System zur Übertragung von binärcodierten Nachrichten mit einer Übertragungskapazität der Größe C zwischen η Bodenstationen unter Einschaltung eines Erdsatelliten, bei dem in einem vorgegebenen Frequenzbereich allen gleichzeitig sendenden Bodenstationen dieselbe Anzahl CIn von Kanälen zur Verfügung gestellt ist, deren Informationsinhalte jeweils zeitmultiplexartig aufeinanderfolgend übertragen werden, und daß diese Aufeinanderfolge der Informationsinhalte an Hand von Synchronisierzeichen, die einen konstanten Zeitrahmen festlegen, von allen Bodenstationen eingehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsinhalt jedes Kanals mit einer binärcodierten Adresse moduliert wird, daß jede Bodenstation die für sie bestimmten Nachrichten durch Korrelation des Informationsinhalts aller Kanäle mit einer vorgegebenen Adresse ermittelt und daß nicht belegte Kanäle von anderen Bodenstationen unter Modulation mit einer besonderen Adresse belegt werden.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bodenstation, die die ihr zur Verfügung stehende Kanalzahl CIn nur zu einem

(CIn)*= k-(CIn)

mit /c<l ausnutzt, ihren Bittakt der Adressen um den Faktor k herabsetzt und daß alle Bodenstationen, die einen der nicht ausgenutzten Kanäle ausnutzen, den Bittakt der Adressen ebenfalls um den Faktor k herabsetzen und die Informationsinhalte in den Übertragungslücken der erstgenannten Bodenstation aussenden.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bodenstation, die die ihr zur Verfügung stehende Kanalzahl CIn nur zu einem

^TeÜ (CIn) = k · (CIn)

ausnutzt, unter Zuhilfenahme einer Zwischen-

speicherung für -—r- Zeitrahmen ohne Pausen

JL ■ K

Nachrichten übermittelt und den darauffolgenden Zeitrahmen unbelegt läßt und daß dieser darauffolgende leere Zeitrahmen von anderen Bodenstationen, die ihn zu belegen wünschen, mit der bis dahin zwischengespeicherten Nachrichtenübertragung belegt wird.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der nicht belegten Kanäle einer Bodenstation zu anderen Bodenstationen durch eine als zentrale Vermittlungsstelle wirkende Mutterstation erfolgt.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die besondere Adresse als zur Adresse in Phasenquadratur stehende Zeitfunktion erzeugt wird.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Bodenstationen, die die nicht belegten Kanäle einer anderen Bodenstation belegen, sich für diese Kanäle auf den Bittakt der anderen Bodenstation synchronisieren.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bodenstationen die nicht belegten Kanäle einer anderen Bodenstation belegen und/oder daß eine Bodenstation nie nicht belegten Kanäle mehrerer anderer Bodenstationen belegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen