DE19520022C2 - Kommunikationssystem zum Ausführen einer Kommunikation zwischen Bodenstation über einen Nachrichtensatellit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikations­ system und insbesondere ein Kommunikationssystem zum Über­ tragen und Empfangen von Signalbündeln (Burst-Signale) zwi­ schen einem Erdumlaufsatelliten oder einem Satelliten in ei­ ner niedrigen Umlaufbahn und Nachrichtenstationen, wie beispielsweise einer Bodenstation oder einer ähnlichen Sta­ tion.

In einem Kommunikationssystem, bei dem eine Punkt-zu-Mehrpunkt- (Point-to-Multipoint-) Verbindung für eine Kommunikation über einen Nachrichtensatelliten ausgeführt wird, wird normalerweise ein stationärer Satellit auf einer geostationären Umlaufbahn verwendet. Seit Beginn der Satel­ litenkommunikation in den 1950er Jahren wurde auch ein Sy­ stem vorgeschlagen, durch das eine Kommunikation über einen Satz von Erdumlaufsatelliten durchgeführt wird.

In den letzten Jahren wurde es möglich, kleine Satelli­ ten wirtschaftlich auf eine Umlaufbahn zu bringen, weil kleine Satelliten gemeinsam mit einem großen Satelliten durch ein größeres Transportfahrzeug für Satelliten in eine Umlaufbahn gebracht werden können und ein Transportfahrzeug entwickelt wurde, um einen kleinen Satelliten in eine Um­ laufbahn zu bringen. Daher findet ein Satellitenkommunikati­ onssystem, bei dem Satelliten in einer Erdumlaufbahn in niedriger oder mittlerer Höhe verwendet werden, zunehmend Beachtung.

Ein solches Satellitenkommunikationssystem ist im Ver­ gleich zu einem System, bei dem ein stationärer Satellit verwendet wird, vorteilhaft hinsichtlich einer kürzeren Laufzeitverzögerung und der Möglichkeit zum Verkleinern der Nachrichtenstationen. Das in "Nikkei Communication", Nikkei BP K.K., 21. Oktober 1991, Nr. 12, Seiten 31-32 vorgestellte Iridium-Projekt von Motorola Corporation (U.S.A.) ist ein Beispiel eines Systems, bei dem ein Satz von Erd­ umlaufsatelliten verwendet wird.

Fig. 5 zeigt einen Netzwerkaufbau eines typischen Sa­ tellitenkommunikationssystems, bei dem ein Satz von Erd­ umlaufsatelliten in niedriger Höhe (niedriger Erdumlaufbahn) verwendet wird. Hierbei bezeichnen die Bezugszeichen 101 bis 103 Erdumlaufsatelliten und 104 bis 107 Netzwerkleitstatio­ nen, von denen mindestens eine in jedem Bereich vorgesehen ist, in dem eine Kommunikation mit einem der Erdumlaufsatel­ liten 101 bis 103 möglich ist. Die Netzwerkleitstationen 104 bis 107 dienen als Tor- oder Schaltstation zum Verbinden ei­ nes Kommunikationskanals des Satelliten mit einem Teilneh­ mernetz, zum Verwalten der Gebühren und der Netzwerkteilneh­ mer.

Unter diesen Stationen ist die Leitstation 107 eine Netzwerkbasisstation zum Verwalten des gesamten Netzwerks. Das Bezugszeichen 108 bezeichnet eine kompakte Nachrichten­ station, die von einem Teilnehmer handgetragen oder auf ei­ ner Transporteinrichtung angeordnet werden kann, und das Be­ zugszeichen 109 ein Teilnehmernetz. Das Bezugszeichen H be­ zeichnet die Erde.

Jeder der Satelliten 101 bis 103 bewegt sich in die gleiche Richtung Y und sendet gebündelte Signale aus. Auf der Erdoberfläche werden durch die entsprechenden gebündel­ ten Signale Zellen A1 bis G1, A2 bis G2 bzw. A3 bis G3 ge­ bildet. Dies ist der Grund, warum die Satellitenkommunika­ tion, bei der ein Satz von Erdumlaufsatelliten verwendet wird, als satelliten-zellulares System bezeichnet wird. Wie gemäß dem terrestrisch-zellularen System bekannt ist, ver­ wendet jede Zelle wiederholt mehrere wechselseitig verschie­ dene Frequenzen zur wirksamen Ausnutzung eines Frequenzban­ des. Außerdem kann durch Verwendung gebündelter Signale die Leistung der Satelliten wirksam ausgenutzt werden. Die Zeichnungen zeigen einen Zustand, bei dem eine Kommunikation zwischen der Nachrichtenstation 108 und der Leitstation 105 ausgeführt wird, wie durch Pfeile Y1 bis Y3 dargestellt.

Der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Zellen und dem Satelliten ist für jede Zelle verschieden. Daher ist die Signallaufzeit zwischen einer Nachrichtenstation und dem Sa­ telliten für jede Zelle verschieden.

Fig. 6 zeigt einen Zustand des Satzes von Erdumlaufsatelliten nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer vom in Fig. 5 dargestellten Zustand. Das heißt, gemäß der ver­ strichenen Zeit haben sich die Satelliten bewegt. Dadurch wird die Nachrichtenstation 108, die innerhalb einer Zelle A2 des Satelliten 102 angeordnet war, innerhalb einer Zelle C1 des Satelliten 101 angeordnet. Dadurch wird eine durch Pfeile Y1 bis Y4 dargestellte Kommunikation ausgeführt.

Fig. 7 zeigt einen Zustand des Netzwerks des Satzes von Erdumlaufsatelliten nach einem weiteren Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer vom in Fig. 6 dargestellten Zustand. Bei diesem Zustand wird, obwohl die Satelliten sich bewegt haben, weiterhin der gleiche Satellit verwendet. Das heißt, die Nachrichtenstation 108, die zu Beginn innerhalb der Zelle C1 des Satelliten 101 angeordnet war, ist nun an einer Position in der Zelle B1 des gleichen Satelliten angeordnet.

Daher ändert sich im Satellitenkommunikationssystem, bei dem ein Satz von Satelliten in einer niedrigen Erdum­ laufbahn verwendet wird, wenn eine ununterbrochene Kommuni­ kation ausgeführt werden soll, weil der Satellit sich rela­ tiv zur Nachrichtenstation bewegt, der Abstand zwischen dem Satellit und der kommunizierenden Nachrichtenstation von Zeit zu Zeit, wodurch sich entsprechend die Signal­ laufzeitverzögerung ändert.

Wenn andererseits die Nachrichtenstation bewegt wird, kann die Zelle, in der die Nachrichtenstation angeordnet ist, sich entsprechend der Bewegung ändern. Dieser Zustand kann jedoch so betrachtet werden, daß sich der Satellit re­ lativ zur Nachrichtenstation bewegt hat.

Hierbei wird im Satellitenkommunikationssystem, bei dem ein Satz von Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn verwendet wird, ein System zum Aufteilen von Kanälen auf ei­ ner Zeitachse verwendet, wobei ein gemeinsamer Frequenzkanal belegt wird. Beispielsweise kann ein Kommunikationssystem mit Mehrfachzugriff im Zeitmultiplex (TDMA), ein Slotted-Aloha-Kommunikationssystem oder ein anderes System verwendet werden. In diesen Systemen müssen mehrere in einem geogra­ phisch weiten Bereich eines Satellitenkommunikationssystems verteilte Bodenstationen (Nachrichtenstationen) Burstsignale übertragen und empfangen. Daher müssen die von mehreren Bo­ denstationen übertragenen Burstsignale in wechselseitiger, nicht überlappender Weise auf einer Zeitachse des Nachrich­ tensatelliten in Zeitkanälen ausgerichtet werden.

Um die Burstsignale von mehreren Bodenstationen in meh­ reren Zeitkanälen in wechselseitiger, nicht überlappender Weise auf der Zeitachse des Satelliten auszurichten, müssen alle Laufzeitunterschiede der in einem weiten Bereich ver­ teilten Bodenstationen berücksichtigt und angepaßt werden. Zu diesem Zweck kann in Betracht gezogen werden, in einem Einheitszeitkanal eine Schutzzeit festzulegen, die so lang wie möglich ist. Dadurch wird der Datenübertragungswir­ kungsgrad jedoch deutlich vermindert. Daher muß eine "Zeitverschiebung" einer Übertragungszeit in Abhängigkeit von der Laufzeitverzögerung optimal eingestellt werden, um das Burstsignal zu übertragen.

Dies wird nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Die Fig. 8 und 9 zeigen erläuternde Darstellungen der Ausrichtung von Burstsignalen in mehreren Zeitkanälen auf der Zeitachse des Nachrichtensatelliten.

Fig. 8 zeigt einen Fall, bei dem an verschiedenen Posi­ tionen angeordnete Bodenstationen die Burstsignale (schraffierte Abschnitte) gemäß einer gemeinsamen Referenz­ sendezeit C übertragen. In diesem Fall werden die Burstsi­ gnale aufgrund unterschiedlicher Laufzeiten von den Boden­ stationen A und B zum Nachrichtensatellit S in mehreren Zeitkanälen in einem teilweise überlappenden Zustand auf der Zeitachse des Satelliten S ausgerichtet.

Fig. 9 zeigt einen Fall, bei dem die an verschiedenen Positionen angeordneten Bodenstationen die Burstsignale (schraffierte Abschnitte) übertragen, wobei den Stationen zugeordnete (eigene) spezifische Offsetwerte TA bzw. TB be­ züglich der Referenzsendezeit C addiert werden. In diesem Fall können, auch wenn die Laufzeitverzögerungen von den Bodenstationen A und B zum Satellit verschieden sind, die Burstsignale in mehreren Zeitkanälen ausgerichtet werden, ohne daß diese auf der Zeitachse des Satelliten überlappen. TGT bezeichnet eine Schutzzeit zwischen den Burstsignalen.

Herkömmlich werden die vorstehend erwähnten Offsetwerte als feste Werte in Abhängigkeit von den Positionen der Bo­ denstationen linear bestimmt, wie in der JP-A-1-181336 beschrieben wird.

Wenn in einem Kommunikationssystem, bei dem ein Satz von Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn verwendet wird, eine ununterbrochene Kommunikation ausgeführt werden soll, verändert sich, weil die Satelliten sich relativ zur Nachrichtenstation bewegen, der Abstand zwischen dem Satel­ lit und der Nachrichtenstation mit der Zeit, wodurch sich die Laufzeitverzögerung des Signals ändert.

Um eine Änderung der Laufzeitverzögerung zu berücksich­ tigen und anzupassen, wird in Betracht gezogen, die Schutz­ zeit TGT zwischen den Burstsignalen zu vergrößern. Dadurch wird jedoch der Übertragungswirkungsgrad wesentlich vermin­ dert. Auch wenn, wie vorstehend beschrieben wurde, das Burstsignal übertragen wird, indem der Station zugeordnete spezifische Offsetwerte zu einer gemeinsamen Referenzzeit addiert werden, ist dieses Verfahren, wenn die Offsetwerte TA und TB in Fig. 9 feste Werte sind, für Änderungen der ge­ mäß der verstrichenen Zeit erhaltenen Laufzeitverzögerung nicht geeignet. Daher verursachen Burstsignale eine wechsel­ seitige Kollision auf der Zeitachse des Nachrichtensatelli­ ten, wodurch die Burstsignale nicht in mehreren Zeitkanälen ausgerichtet werden können.

Aus der GB-1 487 689 ist ein Kommunikationssystem für die Kommunikation zwischen Bodenstationen über einen Nachrich­ tensatellit mit Hilfe eines Zeitmultiplex-Übertragungsver­ fahrens bekannt, wobei ein überlappender Empfang vermieden und ein Erfassen der Zeitschlitze trotz Laufzeitverzögerun­ gen zwischen den Stationen und dem Satellit gewährleistet werden soll. Von dem Satelliten wird zu jeder Station eine Referenzmarke gesendet und eine Schutzzeit zwischen zwei Sendezeiten wird so ausgewählt, daß sie mindestens das Dop­ pelte der Laufzeitverzögerung zwischen den Stationen und dem Satelliten ausmacht.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kommuni­ kationssystem bereitzustellen, durch das die Nachteile des vorstehend beschriebenen herkömmlichen Systems beseitigt und wechselseitige Kollisionen von Burstsignalen durch die Signallaufzeit zwischen den Stationen wirksam vermie­ den werden, ohne daß der Übertragungswirkungsgrad vermindert wird. Diese Aufgabe wird durch die in den Pa­ tentansprüchen 1 und 5 angegebenen Merkmale gelöst. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die bei­ gefügten Zeichnungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben; es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm zum Darstellen eines Aufbaus des Hauptteils eines Erdumlaufsatelliten einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikationssy­ stems;

Fig. 2 ein Blockdiagramm zum Darstellen des Hauptteils einer Bodenstation der bevorzugten Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Kommunikationssystems;

Fig. 3 eine schematische Darstellung für einen Fall, bei dem ein eindeutiges Wort und ein Zeitdatenelement in Sendedaten eingefügt sind;

Fig. 4 eine Impulsübersicht zum Darstellen der Arbeits­ weise der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kommunikationssystems;

Fig. 5 eine Darstellung eines allgemeinen Aufbaus eines typischen Satellitenkommunikationssystems, bei dem ein Satz von Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn verwendet wird;

Fig. 6 eine Darstellung eines allgemeinen Aufbaus des Satellitenkommunikationssystems, nachdem bezüglich des in Fig. 5 dargestellten Zustands eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist;

Fig. 7 eine Darstellung eines allgemeinen Aufbaus des Satellitenkommunikationssystems, nachdem bezüglich des in Fig. 6 dargestellten Zustands eine vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist;

Fig. 8 eine Impulsübersicht zum Darstellen eines Falls, bei dem Burstsignale von mehreren an verschiedenen Positio­ nen angeordneten Bodenstationen gemäß einer gemeinsamen Re­ ferenzsendezeit übertragen werden; und

Fig. 9 eine Impulsübersicht zum Darstellen eines Falls, bei dem Burstsignale von mehreren an verschiedenen Positio­ nen angeordneten Bodenstationen übertragen werden, wobei den Stationen zugeordnete spezifische Offsetwerte zu einer ge­ meinsamen Referenzsendezeit hinzuaddiert werden.

Nachstehend wird die bevorzugte Ausführungsform der Er­ findung unter Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 1 bis 4 beschrieben.

Die Fig. 1 und 2 zeigen Blockdiagramme der bevorzug­ ten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kommunikations­ systems. Fig. 1 zeigt den Hauptteil eines Erdumlaufsatelli­ ten und Fig. 2 den Hauptteil einer Bodenstation.

In Fig. 1 sind die dargestellten Erdumlaufsatelliten (oder Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn) 1 Satel­ liten mit M gebündelten Signale A, B, C, . . ., M. Die Erdum­ laufsatelliten 1 empfangen Sendedaten 10A, 10B, 10C, 10M, die unabhängig den entsprechenden gebündelten Signalen zugeordnet sind, als Eingangssignale und übertragen gebün­ delte Ausgangssignale 17A, 17B, 17C, . . ., 17M.

Andererseits weisen die dargestellten Erdumlaufsatelli­ ten 1 den Sendedaten 10A, 10B, 10C, . . ., 10M entsprechende Multiplexabschnitte (MUX) 14A, 14B, 14C, . . ., 14M sowie Sen­ der 16A, 16B, 16C, . . ., 16M auf, die entsprechende durch die jeweiligen Multiplexabschnitte erzeugte Ausgangssignale 15A, 15B, 15C, . . ., 15M empfangen, modulieren, verstärken und übertragen.

Außerdem weist jeder der dargestellten Erdumlaufsatelliten 1 einen Zeitgeberabschnitt 11 zum Über­ tragen eines mit einer Normal zeit auf der Erde konsistenten Zeitdatenelements (Zeitangabe) und einen Abschnitt 13 zum Erzeugen eines eindeutigen Wortes auf, durch den ein eindeu­ tiges Wort (UW) übertragen wird, das einen als Referenzzeit verwendeten Zeitpunkt anzeigt. Das Zeitdatenelement und das eindeutige Wort, die durch den Satellit übertragen werden, werden durch die Multiplexabschnitte 14A bis 14M in die ent­ sprechenden Sendedaten 10A bis 10M eingefügt.

Andererseits ist bei der dargestellten Ausführungsform die Bodenstation in Fig. 2 dazu geeignet, ein von den Erdum­ laufsatelliten übertragenes Modulationswellensignal 20 zu empfangen und weist einen Demodulator 21, der das Signal 20 empfängt und eine Demodulationsfunktion ausführt, und einen Referenzzeiterzeugungsabschnitt 23 auf, der das in den Aus­ gangsdaten 22 des Demodulators 21 periodisch eingefügte ein­ deutige Wort erfaßt und ein Referenzzeitsignal 24 erzeugt, das als Referenz für die Übertragung dient.

Die Bodenstation 2 der dargestellten Ausführungsform weist ferner auf: einen Zeitgeberabschnitt 27 zum Ausgeben einer mit dem durch den Zeitgeberabschnitt 11 der Erdumlaufsatelliten 1 übertragenen Zeitdatenelement konsi­ stenten Zeitangabe 28, einen Zeitdatenextrahierungsabschnitt 25 zum Extrahieren des periodisch in den Ausgangsdaten 22 des Demodulators 21 eingefügten Zeitdatenelements unter Ver­ wendung des Referenzsignals 24 und einen Zeitdaten­ vergleicherabschnitt 29 zum Vergleichen des extrahierten Zeitdatenelements 26 mit dem durch den Zeitgeberabschnitt 27 erzeugten Zeitdatenelement 28 und zum Ausgeben einer Zeit­ differenz 30.

Die Bodenstation 2 der dargestellten Ausführungsform weist ferner auf: einen Abschnitt 32 zum Einstellen des Sen­ dezeitpunktes zum Herleiten eines Offsetwertes durch Subtra­ hieren der vom Zeitdatenvergleicherabschnitt 29 ausgegebenen Zeitdifferenz 30 vom festen Wert und zum Übertragen von zu einem Zeitpunkt zu übertragenden Sendedaten 31, der bezüg­ lich der durch das Referenzzeitsignal 24 festgelegten Refe­ renzzeit um eine dem Offsetwert entsprechende Zeitdauer ver­ schoben ist, und einen Sender 34, der das Ausgangssignal 33 des Einstellabschnitts 32 empfängt, moduliert und überträgt. Das Ausgangssignal 34 wird zum Erdumlaufsatellit übertragen.

Nachstehend wird die Arbeitsweise der bevorzugten Aus­ führungsform eines Kommunikationssystems mit den Erdumlauf­ satelliten 1 und den Bodenstationen 2 mit dem vorstehend be­ schriebenen Aufbau erläutert. Gemäß Fig. 1 senden die Erdum­ laufsatelliten 1 M gebündelte Signale aus und weisen den ge­ bündelten Signale entsprechende Sender 16 auf. Außerdem weist der Erdumlaufsatellit einen mit der Normalzeit auf der Erde konsistenten Zeitgeberabschnitt 11 auf.

Sendedaten 10A bis 10M, die durch die jeweiligen gebün­ delten Signale übertragen werden sollen, werden dem zuge­ ordneten Multiplexabschnitt (MUX) 14A bis 14M zugeführt, und das Zeitdatenelement 12 des Zeitgeberabschnitts 11 und das eindeutige Wort werden als Rahmenperiodensignal periodisch eingefügt, um die Referenzzeit der Burstübertragung in der Bodenstation anzuzeigen.

Fig. 3 zeigt ein Beispiel, bei dem das eindeutige Wort (UW) und das Zeitdatenelement in die Sendedaten 10i (i=A bis M) eingefügt sind. Die Sendedaten, in die das eindeutige Wort und das Zeitdatenelement eingefügt wurden, d. h. die Ausgangssignale 15i (i=A bis M) der Multiplexabschnitte 14A bis 14M werden den Sendern 16A bis 16M zugeführt und daraufhin moduliert, verstärkt und ausgegeben. Hierbei sind Sendedaten D1 bzw. D2 in der Zeitachse komprimiert.

Weil das Zeitdatenelement zum Zeitpunkt der Übertragung in den Sendedaten eingefügt ist, kann die Laufzeitverzöge­ rung vom Satelliten gemessen werden, indem das Zeitdatenele­ ment in der Bodenstation, die die Sendedaten empfängt, ex­ trahiert und mit dem Zeitpunkt des Empfangs der Daten ver­ glichen wird. Das heißt, die Differenz dieser Zeitangaben stellt die Laufzeitverzögerung vom Satelliten zur Bodenstation dar, wobei diese Laufzeitverzögerung größer wird, wenn der Ab­ stand zwischen dem Satellit und der Bodenstation größer wird, und kleiner wird, wenn der Abstand kleiner wird.

Beim Übertragen eines Burstsignals kann durch Bereit­ stellen einer Verzögerung bezüglich einer Referenzzeit, wo­ durch ein Offsetwert erhalten wird, der der Laufzeitverzöge­ rung entspricht, ein Überlappen der Burstsignale in den Zeitkanälen auf dem Satellit vermieden werden. Dadurch kann eine Schutzzeit verkürzt werden. Nachstehend wird diese Wir­ kung in der Bodenstation beschrieben.

Die in Fig. 2 dargestellte Bodenstation 2 demoduliert das als Modulationswelle empfangene Eingangssignal 20 durch den Demodulator 21, um die Empfangsdaten 22 zu erhalten. Der Referenzzeiterzeugungsabschnitt 23 erfaßt das eindeutige Wort aus den Empfangsdaten 22, um die Referenzzeit 24 zu er­ zeugen. Normalerweise wird dies durch ein Rahmensynchroni­ sierungsverfahren durchgeführt.

Andererseits erhält der Datenextrahierungsabschnitt 25 die Empfangsdaten 22 und extrahiert das darin eingefügte Zeitdatenelement 26 gemäß der Referenzzeit 24. Der Zeitdatenvergleicherabschnitt 29 vergleicht das extrahierte Zeitdatenelement 26 mit der Zeitangabe (Zeitpunkt des Emp­ fangs) vom in der Bodenstation 2 angeordneten Zeitgeberab­ schnitt 27 und gibt die Zeitdifferenz 30 (TDIF) aus. Hierbei entspricht die durch den Zeitgeberabschnitt 27 der eigenen Station erhaltene Normal zeit der durch den Zeitgeberab­ schnitt II des Erdumlaufsatelliten 1 erhaltenen Zeit.

Der Abschnitt 32 zum Einstellen des Sendezeitpunktes erhält die vom Zeitdatenvergleichabschnitt 29 ausgegebene Zeitdifferenz TDIF, berechnet einen Wert durch Subtrahieren einer der Laufzeit für die hin- und hergehende Übertragung (2×TDIF) entsprechenden Verzögerung vom festen Wert TREF und setzt den erhaltenen Wert als die Offset-Zeitdauer TOFS. Daraufhin werden die Sendedaten 31 bezüglich der Referenz­ zeit 24 um die Offset-Zeitdauer TOFS verzögert. Das heißt, die Offset-Zeitdauer TOFS kann dargestellt werden durch:

TOFS = (TREF) - (2 × TDIF) (1)

Hierbei ist der feste Wert TREF der bezüglich dem Kommunika­ tionssystem festgelegte spezifische Wert und wird durch Ad­ dieren der Schutzzeit TGT zu einem ganzzahligen Vielfachen einer Zeitkanallänge TSLOT bestimmt. Das heißt, der feste Wert kann dargestellt werden durch:

TREF = (N × TSLOT) + (TGT) (2)

Nachstehend wird die Arbeitsweise unter Bezug auf Fig. 4 beschrieben. Die durch Erfassen des vom Satelliten über­ tragenen eindeutigen Wortes zu erzeugende Referenzzeit ist um eine größere Zeitdauer verzögert als dem Abstand zwischen der Bodenstation und dem Satellit entspricht. In Fig. 4 muß, wenn die Bodenstation 2 das Burstsignal zum dritten Zeit­ kanal Nr. 3 überträgt, eine Offset-Zeitdauer bezüglich der Referenzzeit bereitgestellt werden, die durch Subtrahieren der Laufzeitverzögerung für eine hin- und hergehende Über­ tragung der Sendedaten zum und vom Satelliten, d. h. des dop­ pelten Wertes von TDIF (2 × TDIF), vom festen Wert TREF her­ geleitet wird, der durch Addieren der Schutz zeit TGT zur Zeitdauer der doppelten Zeitkanallänge TSLOT für die Über­ tragung zur Mittelposition des Zeitkanals hergeleitet wird.

Wenn der Abstand zum Satelliten kleiner wird (das Refe­ renzsendezeitsignal ist als C1 dargestellt), wird die Off­ set-Zeitdauer TOFS größer. Das heißt, wenn die Differenz TDIF der Zeitdaten kleiner ist, wird die durch die vorstehende Glei­ chung (1) hergeleitete Offset-Zeitdauer TOFS größer.

Wenn dagegen der Abstand zum Satelliten größer wird (das Referenzzeitsignal ist als C2 dargestellt), wird die Offset-Zeitdauer TOFS kleiner. Das heißt, weil die Differenz TDIF zwischen den Zeitdaten größer ist, wird die durch die vorstehende Gleichung (1) hergeleitete Offset-Zeitdauer kleiner.

Wie vorstehend erwähnt, wird durch den Abschnitt 32 zum Einstellen des Sendezeitpunktes das Burstsignal (schraffierter Abschnitt) mit einer der Offset-Zeitdauer TOFS entsprechenden Verzögerung übertragen.

Der Sender 34 empfängt die Sendedaten 33 als das durch den Abschnitt 32 zum Einstellen des Sendezeitpunktes verzö­ gerte Burstsignal und gibt dieses moduliert aus.

Wie vorstehend erwähnt, werden durch den Erdumlaufsa­ telliten des Kommunikationssystems die Sendedaten über­ tragen, indem das eindeutige Wort und das Zeitdatenelement des Sendezeitpunktes in die Sendedaten eingefügt werden. Daraufhin wird in der Bodenstation das Zeitdatenelement aus den empfangenen Daten extrahiert und mit dem Zeitpunkt des Empfangs verglichen, so daß die Übertragung der Sendedaten um den der Differenz dieser Zeitdaten entsprechenden Offset­ wert verzögert wird. Daher wird auch in einem Erdumlaufsa­ tellitensystem, bei dem die Laufzeitverzögerung sich von Zeit zu Zeit ändert, erreicht, daß die Burstsignale im Zeit­ kanal nie miteinander überlappen. Dadurch kann die Schutz­ zeit wesentlich vermindert und der Übertragungswirkungsgrad wesentlich verbessert werden.

Obwohl die vorstehende Ausführungsform nur bezüglich eines Falls beschrieben wurde, bei dem die Nachrichtensta­ tionen Erdumlaufsatelliten und Bodenstationen sind, ist die Erfindung nicht auf diese Anordnung begrenzt, sondern kann in einem weiten Bereich angewendet werden, bei dem Burstsi­ gnale zwischen Nachrichtenstationen ausgetauscht werden.

Wie vorstehend beschrieben, kann durch die vorliegende Erfindung ein Kommunikationssystem aufgebaut werden, in dem die Übertragungsverzögerung von einer ersten Nachrichtensta­ tion zu einer zweiten Nachrichtenstation gemessen wird, um eine Verzögerung bei der Übertragung von Daten von der zwei­ ten Nachrichtenstation zur ersten Nachrichtenstation bereit­ zustellen, um Kollisionen von Burstsignalen erfolgreich zu vermeiden. Außerdem kann durch Verringern der Schutzzeit der Übertragungswirkungsgrad wesentlich vergrößert werden.

Claims (9)

1. Kommunikationssystem zum Ausführen einer Kommunikation zwischen Bodenstationen (104, . . ., 108) über einen Nachrichtensatellit (101, . . ., 103), durch ein Burstsignal (A, . . ., M), das einen Zeitrahmen eines Zeit­ multiplex-Signals darstellt, bei dem der Nachrichtensatellit aufweist:
a1) eine erste Zeitgebereinrichtung (11) zum Erzeugen eines einer Normalzeit der Bodenstation (104, . . ., 108) entsprechenden Zeit­ datenelements; und
a2) eine Sendeeinrichtung (16A, . . ., 16M) zum Übertragen des zu über­ tragenden Burstsignals (A, . . ., M) bei dem Burstsignal das Zeitdatenelement der ersten Zeitgebereinrichtung (11) hin­ zugefügt wird;
bei dem der Bodenstationen aufweist:
b1) eine zweite Zeitgebereinrichtung (27) zum Erzeugen ei­ nes der Normalzeit entsprechenden Zeitdatenelements;
b2) eine Empfangseinrichtung zum Empfangen des vom Nachrichtensatellit übertragenen Burstsignals (A, . . ., M);
b3) eine Vergleichereinrichtung (29) zum Vergleichen des dem durch die Empfangseinrichtung empfangenen Burstsi­ gnal hinzugefügten Zeitdatenelements mit dem Zeitdaten­ element der zweiten Zeitgebereinrichtung (27); und
b4) eine Sendeeinrichtung (33, 34) zum Übertragen des von der eigenen Station zum Kommunikationssatellit zu übertra­ genden Burstsignals durch Steuern einer Übertragungs­ verzögerung in Abhängigkeit vom durch die Vergleicher­ einrichtung (29) erhaltenen Vergleichsergebnis.

2. Kommunikationssystem nach Anspruch 1, bei dem die Sende­ einrichtung (33, 34) der Bodenstation (104, . . ., 108) aufgebaut ist, daß sie einen verdoppelten Wert herleitet, der einer doppelten Zeitdifferenz entspricht, die als Ergebnis der durch die Vergleichereinrichtung (29) ausgeführten Vergleichsfunk­ tion erhalten wird, einen Offsetwert durch Subtrahieren des verdoppelten Wertes von einem vorgegebenen festen Wert herleitet und den Offsetwert als Übertragungs­ verzögerung des zu übertragenden Burstsignals (A, . . ., M) festlegt.

3. Kommunikationssystem nach Anspruch 2, bei dem der feste Wert der Summe aus einem ganzzahligen Vielfachen der Länge eines Zeitkanals, der dem Burstsignal (A, . . ., M) überlagert wird, und einer Schutzzeitlänge gleich ist.

4. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, bei dem der Nachrichtensatellit (101, . . ., 103) ein Satellit in einer niedrigen Erdumlaufbahn ist.

5. Kommunikationssystem für eine Kommunikation zwischen Bodenstationen (104, . . ., 108) über einen Nach­ richtensatellit (101, . . ., 103) durch ein Burstsignal (A, . . ., M), bei dem das Burstsignal einen Zeitrahmen eines Zeitmultiplex-Signals darstellt und der Nachrichtensatellit aufweist:
a1) eine erste Zeitgebereinrichtung (11) zum Erzeugen eines einer Normalzeit der Bodenstation (104, . . ., 108) entsprechenden Zeit­ datenelements; und
a2) eine Sendeeinrichtung (16A, . . ., 16M) zum Übertragen des zu über­ tragenden Burstsignals (A, . . ., M), wobei dem Burstsignal ein Senderahmentaktsignal und das Zeitdatenelement der er­ sten Zeitgebereinrichtung (11) hinzugefügt wird;
bei dem jede der Bodenstationen aufweist:
b1) eine zweite Zeitgebereinrichtung (27) zum Erzeugen ei­ nes der Normalzeit entsprechenden Zeitdatenelements;
b2) eine Empfangseinrichtung zum Empfang des vom Nachrichtensatellit übertragenen Burstsignals (A, . . ., M);
b3) eine Referenzzeitsignalerzeugungseinrichtung (23) zum Extrahieren des dem durch die Empfangseinrichtung emp­ fangenen Burstsignal hinzugefügten Rahmentaktsignals und zum Erzeugen eines Referenzzeitsignals (24), durch das eine Sendezeit eines Sendeburstdatenelements der eige­ nen Station festgelegt wird;
b4) eine Zeitdatenextrahiereinrichtung (25) zum Extrahieren des dem Empfangsburstsignal hinzugefügten Zeitdatenele­ ments unter Verwendung des Referenzzeitsignals (24);
b5) eine Vergleichereinrichtung (29) zum Vergleichen des extrahierten Zeitdatenelements und des Zeitdatenele­ ments der zweiten Zeitgebereinrichtung (27); und
b6) eine Sendeeinrichtung (33, 34) zum Übertragen des von der eigenen Station zum Kommunikationssatellit zu übertra­ genden Burstsignals durch Bereitstellen einer Verzöge­ rung um eine vom durch die Vergleichereinrichtung (29) er­ haltenen Vergleichsergebnis abhängende Verzögerungs­ zeitdauer.

6. Kommunikationssystem nach Anspruch 5, bei dem die Sende­ einrichtung (33, 34) der Bodenstation (104, . . ., 108) so aufgebaut ist, daß sie einen verdoppelten Wert herleitet, der einer doppelten Zeitdifferenz entspricht, die als Ergebnis der durch die Vergleichereinrichtung ausgeführten Vergleichsfunk­ tion erhalten wird, einen Offsetwert durch Subtrahieren des verdoppelten Wertes von einem vorgegebenen festen Wert herleitet und den Offsetwert als Übertragungs­ verzögerung des zu übertragenden Burstsignals (A, . . ., M) festlegt.

7. Kommunikationssystem nach Anspruch 6, bei dem der feste Wert der Summe aus einem ganzzahligen Vielfachen der Länge eines Zeitkanals, der dem Burstsignal (A, . . ., M) überlagert wird, und einer Schutzzeitlänge gleich ist.

8. Kommunikationssystem nach Anspruch 5, bei dem der Nach­ richtensatellit (101, . . ., 103) ein Satellit in einer niedrigen Erdum­ laufbahn ist.

9. Kommunikationssystem nach Anspruch 5, bei dem das Sen­ derahmentaktsignal ein eindeutiges Wort ist.