DE2013725B2 - Verfahren zur Nachrichtenübertragung bei einem mit Zeitmultiplexzugriff arbeitenden Satelliten-Nachrichtenübertragungssystem - Google Patents

Description

erzeugt wird und B_n, die Anzahl der der Station m zu r> einem gegebenen Zeitpunkt zugeteilten. Kanäle ist. wobei |σ,| die dem Informationspaket von Station / zugeordnete, zur Neuverteilung der Kanäle erforderliche zeitliche Veränderung sowie das Vorzeichen von 0, die Richtung dieser zeitlichen Verände- w rung darstellen und daß der Beginn des den Stationen zugewiesenen Paketes dem Betrag \o,\ proportional ist, und die Dauer von dem Vorzeichen von 0, abhängig ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn- v, zeichnet, daß

a) mindestens die algebraischen Vorzeichen von 0 für jede Station /gespeichert werden,

b) diese gespeicherten algebraischen Vorzeichen periodisch überprüft werden w

c) die gespeicherten Vorzeichen für 0* gelöscht werden, wobei k jede beliebige Station während der Überprüfungsperiode darstellt, wenn das Vorzeichen von σ* eine zeitliche Vorverlegung repräsentiert und das Vorzeichen von Ok- 1 eine τ, zeitliche Rückverlagerung oder keine zeitliche Verschiebung repräsentiert,

d) das gespeicherte Zeichen für 0* während der Überprüfungsperiode gelöscht wird, wenn das Vorzeichen von 0* eine zeitliche Rückverlage- «ι rung repräsentiert und die Vorzeichen von σ* + ι eine zeitliche Vorverlegung oder keine zeitlichen Verschiebung repräsentieren, und

e) die Werte σ, während der Überprüfungsperiode einer Paketsynchronisiersteuereinrichtung an <,■"> Station i, zugeführt werden, wenn eine der beiden Zustände von c) oder d) für k= 1 genüge getan ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von 0,

a) die entsprechenden Werte B, welche die jeweilige Kanalzuteilung repräsentieren, für jede Station gespeichert werden,

b) die jeweiligen Werte S von den entsprechenden Werten A für jede Station subtrahiert werden, um für jede Station entsprechende Differenzwerte Δ zu erhalten, und

c) für jede Station die erhaltenen Differenzwerte Δ algebraisch addiert werden, die denjenigen Stationen zugeordnet sind, welche der einzelnen Station in der Reihenfolge der Station vorangehen, wobei die Reihenfolge der Stationen der Reihenfolge des Auftretens der Stationspakete bezogen auf ein Bezugsstationspaket entsprechen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festsetzen des Wertes A für jede Station

a) von jeder Station eine jeweilige Rückfrage RQT empfangen wird, welche die an dieser Station benutzten Kanäle repräsentiert,

b) sämtliche Anfragenummern addiert werden und der erhaltene Wert von der Gesamtanzahl der Kanäle im System subtrahiert wird, um eine Zahl zu erhalten, welche die übrigen noch vorhandenen Kanäle, welche zugeteilt werden können, repräsentiert, und

c) jedem KQT-Wert eine Kanalzahl P zuaddiert wird, um die Werte A zu bilden, wobei P nicht notwendigerweise für jede /?(?T-Nummer, zu der es hinzuaddiert wird, gleich groß ist, und wobei die Summe aller P- Werte gleich oder geringer ist, als die Zahl ist, welche die restlichen Kanäle repräsentiert.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Festsetzen des Wertes A für jede Station

a) von jeder Station eine jeweilige Rückfrage RQT empfangen wird, welche die an dieser Station benutzten Kanäle repräsentiert,

b) sämtliche Anfragenummern addiert werden und der erhaltene Wert von der Gesamtzahl der Kanäle im System subtrahiert wird, um eine Zahl zu erhalten, welche die übrigen noch vorhandenen Kanäle, welche zugeteilt werden können, repräsentiert, und

c) die Anzahl der restlichen Kanäle durch die Gesamtanzahl der Stationen im System dividiert und der lntegraldivident jeder dieser Anfragenummern hinzuaddiert wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nachrichtenübertragung bei einem mit Zeitmultiplexzugriff arbeitenden Satelliten-Nachrichtenübertragungssystem mit mehreren Stationen, die zur überlappungsfreien Übertragung über Informationspakete die Übertragung über ein Paket pro Station und Zyklus ausführen, wobei jedes Paket mehrere Kanäle zur Informationsübertragung aufweist und ein Paket einer Station ein Bezugspaket darstellt, bei dem die momentane Belastung der Kanäle durch die eine Übertragung ausführenden Stationen bestimmt wird und die Neuverteilung der Kanäle auf die Stationen abhängig von der momentanen Belastung erfolgt.

Ein Verfahren zur Nachrichtenübertragung der eingangs genannten Art ist bereits aus der DE-AS 12 33 430 bekannt, mit dem eine bessere Ausnutzung der Übertragungskapazität von Multiplexkanälen in TeIegraphie-Obertragungssystemen erreicht werden soll. Dabei werden die jeweils freien Kanüle festgestellt und im Bedarfsfall einem anderen Paket zugeschaltet.

Bei einem Nachrichtenübertratungssystem mit einem Satelliten als Relaisstation und einer Vielzahl von Boden-Stationen könnte eine maximale bzw. optimale Anpassungsfähigkeit und Ausnutzung erreicht werden, wenn sämtliche Bodenstationen während der gesamten Zeit mit allen anderen Bodenstationen in Nachrichtenverbindung bzw. Nachrichtenverkehr stehen könnten. Da diese Nachrichtenverbindung zwischen zwei beliebigen Bodenstationen zwei Satellitenkanäle benötigt, die dadurch von der Benutzung durch sämtliche anderen Bodenstationen ausgeschlossen sind, ergibt es sich, daß bei Anwachsen der Anzahl der Bodenstationen die Möglichkeit beziehungsweise Fähigkeit schwieriger wird, zwischen sämtlichen Bodenstationen die notwendigen Nachrichtenwege beziehungsweise Nachrichtenübermittlungskreise zur Verfügung zu stellen. Bei einem Nachrichtenübertraguiigssystem nach dem Frequenzmultiplexzugriff (FDMA) wird ein Kanal durch einen Frequenzschlitz beziehungsweise -spalt in der gesamten Sateillitenbandbreite repräsentiert; bei einem Nachrichtenübertragungssystem nach dem Zeitmultip, exzugriff (TDMA) wird ein Kanal durch einen Zeitschlitz beziehungsweise -spalt innerhalb der Satellitenrahmenzeit beziehungsweise Satellitenzyklusdauer repräsentiert. Ein Vergleich zwischen diesen beiden Systemen ist zu finden in dem Buch: D. J. Magill, »Multiple-Access Modulation Techniques«, Communications Satellite Systems Technology, Academic Press, 1966, pp 667-680.

Eine der Schwierigkeiten bei FDMA-Systemen besteht darin, daß der Satellit ein Linearsystem beziehungsweise System mit direkter Wortauswahl benötigt, um Überschneidungen beziehungsweise Störungen, zum Beispiel Intermodulationskomponenten, bei den vom Satelliten gesendeten Signalen zu vermeiden. Perfekte Linearsysteme sind unerreichbar; um im wesentlichen Linearsysteme zu erreichen, verzichtet man jedoch auch auf zwei bis vier db der Satellitenleistung, was einen Verlust der Wirksamkeit beziehungsweise des Wirkungsgrades bei der Satellitenbenutzung zur Folge hat. Ein weiteres Problem bei FDMA-Systemen besteht darin, daß, da nicht sämtliche Signale am Satelliten mit im wesentlichen dem gleichen Leistungspegel erscheinen, ein stärkeres Signal die Satellitenleistung einnehmen wird, was einen Leistungsverlust bei den schwächeren Signalen zur Folge hat.

Da im allgemeinen zu einem gegebenen Zeitpunkt nur ein Signal von einer Bodenstation einen Satelliteniransponder bei einem TDMA-System einnimmt, sind die oben genannten Probleme der Intermodulation und der Leistungsbelegung in diesem Fall nicht vorhanden. Das TDMA-System wirft jedoch das Problem auf, einen bestimmten Zeitabstand zwischen den von den verschiedenen Bodenstationen am Satelliten ankommenden Signalen sicherzustellen. Ein solches System der Sicherstellung des genauen zeitlichen Abstandes zwischen den Stationspaketen (der Sendezeitspalt einer Station) ist in einer früheren Anmeldung der Anmelderin mit der Bezeichnung »Synchronisierung für TDMA-Satellitennachrichtenübertragungssysteme« beschrie-

Die bisherigen Verfahren der Nachrichtenübertragung über Satelliten sowohl für FDMA als auch für TDMA-Systeme basierten auf der Vorzuteilung beziehungsweise Vorverteilung der ICanäie. Dieses bedeutet, daß die gesamte Anzahl der Un System verfügbaren Kanäle vorher zugeteilt worden sind, um Nachrichtenverbindungen zwischen bestimmten Bodenstationen durchzuführen. Die Vorverteilungen erfolgten auf der Basis des erwarteten Verkehrs an den bestimmten Bodenstationen. Außer der Schwierigkeit, in einem System, welches eine große Anzahl von Bodenstationen aufweist, während der gesamten Zeit eine Verbindung zwischen sämtlichen Stationen des Systems (das sogenannte »Verkettungsw-Problem) zur Verfügung zu stellen, besteht der größere Nachteil einer Vorverteilung der Kanäle in dem geringen Wirkungsgrad des Systems. Wenn beispielsweise ein Kanal einer Bodenstation vorher zugeteilt ist, welche eine erwartete Verkehrsbelastung von nur 140 Gesprächsminuten je Tag hat, dann wird dieser Kanal für fast 22 Stunden je Tag unbesetzt beziehungsweise frei sein.

Eine Lösung dieses genannten Problems besteht darin, daß sämtliche Bodenstationen an einer Anzahl beziehungsweise einem Ring von Satellitenkanälen Anteil haben, die nicht vorher zugeteilt sind. Jeder dieser Kanäle kann dann je nach Bedarf zugeteilt werden, um eine zeitweise Verbindung zwischen zwei beliebigen Bodenstationen herzustellen, die so ausgerüstet sind, daß sie Zugang zu diesen restlichen zur Verfügung stehenden Kanälen des Ringes haben. Am Ende einer Nachrichtenübertragung über diese Strecke wird der benutzte Kanal dann wieder von der Bodenstation abgegeben, so daß er nach Bedarf und Anfrage von anderen Bodenstationen benutzt werden kann.

Ein Verfahren zur Durchführung dieser bedarfsweisen Zuteilung von Satellitenkanälen in einem FDMA-System ist in einer Anmeldung der gleichen Anmelderin beschrieben. Wie es in dieser Patentanmeldung beschrieben ist, sind in einem Ring eine Vielzahl von Trägern vorhanden, wobei jeder Träger einen Satellitenkanal repräsentiert. Wenn eine Bodenstation einen zustäzlichen Kanal benötigt, gibt sie eine Anfrage durch, die an alle Bodenstationen weitergeleitet wird. Die anfragende Station übernimmt dann den ersten freiwerdenden bzw. unbenutzten Kanal und benutzt diesen für ihre Nachrichtenübertragungssendung zu einer anderen Bodenstation. Sämtliche Bodenstationen senden periodisch von allen anderen Bodenstationen empfangene Informationen über die Kanäle, die sie zum jeweiligen Zeitpunkt benutzen. Auf diese Weise weiß jede Bodenstation zu jedem Zeitpunkt welche der Kanäle des Ringes in Benutzung sind und welche für die Übernahme bzw. Benutzung zur Verfügung stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren laut Oberbegriff des Anspruchs 1 vorzuschlagen, durch das trotz des Anwachsens der Bodenstationen eines Nachrichtenübertragungssysten.s mit einem Satelliten die stets effiziente Ausnutzung aller zur Verfügung stehenden Kanäle möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren laut Oberbegriff des Anspruchs 1 erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung, welche bei TDMA-Naehrichtenübermittlunessvstemen anwendbar

ist, sind demzufolge die Kanäle nicht gemäß irgendeines Vorzugweisungsschemas fest verteilt, sondern die Kanäle werden periodisch auf einer Bedarfs- bzw. Anfragebasis neu verteilt, bzw. neu zugewiesen. Zu bestimmten ausgewählten Zeitpunkten sendet eine Bezugsstation zu allen Bodenstationen in dem Netzwerk ein Anfragesignal, welches einen doppelten Zweck hat.

Zuerst gibt unmittelbar nach dem Aussenden dieses Anfragesignals jede Bodenstation die Ziffer seines die höchste Ziffer aufweisenden aktiven Kanals (wird im folgenden noch im Detail beschrieben) an und sendet diese Ziffer an alle anderen Stationen, wobei zweitens keine Bodenstation, bevor die Kanalneuverteilung beziehungsweise Kanalneuzuweisung zu Ende geführt ist, einen Kanal aktiviert beziehungswese übernimmt, der eine höhere Ziffer hat, als der Kanal, der als der die höchste Ziffer aufweisende aktive Kanal identifiziert ist. Die von einer Bodenstation im Anschluß an das Anfragesignal ausgesendete Ziffer wird in allgemeiner Weise als der Stationsbedarf (RQT) bezeichnet. Bei dem im folgenden im einzelnen beschriebenen Beispiel entspricht der gesendete Stationsbedarf (RQT) dem jeweiligen Kanalbedarf (PCR) der Stationen, wobei dieser jeweilige beziehungsweise gegenwärtige Kanalbedarf in Beziehung gesetzt wird zu der zum jeweiligen Zeitpunkt von der einzelnen Station benutzten Zahl von Kanälen, worauf im einzelnen weiter unten noch ausführlicher eingegangen wird. Auf diese Weise kann in jeder Bodenstation der gesamte jeweilige beziehungsweise gegenwärtige Kanalbedarf für das gesamte System errechnet werden, indem die von sämtlichen Bodenstationen empfangenen Informationen addiert werden. Da die Gesamtanzahl der Kanäle in einem System bekannt ist, läßt sich die »Pause beziehungsweise Leere« oder der gesamte Überschuß an verfügbaren Kanälen leicht errechnen. Die überschüssigen Kanäle können dann auf die einzelnen Bodenstationen in Übereinstimmung mit einer bestimmten erwünschten Forme! neu verteilt werden, wobei vorzugsweise die Gesamtanzahl der überschüssigen Kanäle durch die Anzahl der Bodenstationen geteilt wird, und jeder der Bodenstationen der Integralquotient zugewiesen wird. Auf diese Weise können die überschüssigen, zur Verfügung stehenden Kanäle gleichmäßig auf die Stationen verteilt werden.

Der gegenwärtige bezeihungsweise jeweilige Kanalbedarf (PCR) einer bestimmten Station und die Anzahl der überschüssigen Kanäle, die dieser Station zugewiesen werden sollen, repräsentieren die Gesamtanzahl der Kanäle, die einer bestimmten Station zuzuweisen sind. Diese zuletzt genannte Summe beziehungsweise Anzahl wird von der am jeweiligen Zeitpunkt zugewiesenen Kanalanzahl subtrahiert, um eine Differenzzahl zu liefern, weiche die Differenz zwischen den zum jeweiligen Zeitpunkt zugewiesenen Kanäle und der Anzahl der Kanäle repräsentiert, die dieser Station neu zugeteilt werden müssen. Die auf diese Weise für jede Station errechneten Ziffern werden errechnet und an jeder Station festgehalten. Die Differenzziffern sind dazu zu benutzen, die Reihenfolge zu bestimmen, in der die Stationspakete verlagert beziehungsweise verschoben werden müssen, so wie es weiter unten noch beschrieben wird.

Zusammenfassend läßt sich die Erfindung wie folgt beschreiben:

Bei einem Zeitmultiplex-Nachrichtenübertragungssystem mit mehreren Bodenstationen und einem Satelliten, der zur Übertragung der Signale zwischen den Bodenstationen dient, werden die Kanäle periodisch auf die einzelnen Bodenstationen neu verteilt, wobei diese Neuverteilung auf der Verkehrsbelastung basiert, die an den einzelnen Bodenstationen zur Zeit der Neuverteilung vorhanden ist. Zum Neuverteilungszeitpunkt wird eine Leergruppe von Kanälen, welche die zum jeweiligen beziehungsweise gegenwärtigen Zeitpunkt verfügbaren Kanäle repräsentieren, auf die Bodensta-

H) tionen verteilt. Die Zeit der periodischen Sendung (in der Beschreibung als Sendepaket bezeichnet) von jeder Bodenstation wird zeitlich verschoben und zwar in Abhängigkeit von der Zeit des Sendepaketes einer Bezugsstation, um die Neuverteilung beziehungsweise

ι ί Neuzuweisung der Kanäle durchzuführen. Die Sendepaketzeiten sämtlicher Stationen werden nicht gleichzeitig verlagert beziehungsweise verschoben, sondern in Übereinstimmung mit bestimmten Regeln, um eine Überschneidung beziehungsweise Überlappung zwisehen Sendepaketen benachbarter Stationen zu verhindern.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. la in schematischer Weise das Rahmen- beziehungsweise Zyklusformat eines TDMA-Nachrichtenübertragungssystems mit zehn Stationen und

Fig. Ib das Paket- beziehungsweise Sendeformat des Sendepaketes einer einzelnen Station;
F i g. 2 das Format eines Stationspaketes, bei dem die

μ Kanäle vorher zugewiesen sind;

F i g. 3 das Format eines Stationspaketes, bei dem die Kanäle n₍->ch Bedarf zugewiesen sind;

Fig.4 zum besseren Verständnis der Erfindung ein Schaubild der Kanaldifferenzzahlen;

r> F i g. 5 zum besseren Verständnis der Erfindung ein Schaubild, welches die Richtung und Größe der Verschiebung beziehungsweise der Verlagerung für alle Stationspakete repräsentiert;

F i g. 6 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Vorrichtung, welche bevorzugt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist;

F i g. 7 bis 11 Schaubilder, die die Reihenfolge der Bewegung beziehungsweise Verschiebung der Sendepakete verschiedener Stationen repräsentieren, und

Fig. 12 ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Vorrichtung, welche bevorzugt zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

Im allgemeinen nimmt bei einem TDMA-Nachrichtenübertragungssystem über Satelliten ein einzelner

so Träger zu jeder beliebigen Zeit die gesamte Bandbreite eines Satellitentransponders ein. Der Nachrichtenverkehr zwischen zwei beliebigen Bodenstationen wird dadurch daran gehindert, den Nachrichtenverkehi zwischen zwei anderen Bodenstationen zu stören, daE für die jeweiligen Nachrichtenübertragungen gesonderte Zeiten vorgesehen sind. Die interessierender Zeitabstände sind diejenigen Zeitabstände der Signale zu und von den einzelnen Stationen, wie sie an" Satellitentransponder auftreten, das heißt, es ist nichi kritisch, daß die Signalübertragung von zwei Stationer sich nicht zur Zeit der Sendung beziehungsweise Übertragung überlappen, solange die gesendeter Signale sich nicht überlappen, wenn sie vom Satelliter empfangen und weitergeleitet werden. Sämtliche Sende- beziehungsweise Ubertragungszeiten sind somii auf die Zeit des Auftretens der Signale am Satelliten ir Bezug gesetzt So schaltet beispielsweise die Station A periodisch bei einer Bezugszeit, welche als Zyklus-

beziehungsweise Rahmenbezugsgröße anzusehen ist, ihren Sendeträger ein und sendet Nachrichten über den Satelliten an die anderen Stationen. Diese Zeit während der die Station A sendet, ist als Sende- beziehungsweise Paketzeit oder einfach als Stationszeit für Station A ■"> bekannt. Die Paketzeit ist in mehrere Kanäle unterteilt, wobei jeder Kanal ein einzelnes von der Station A abgehendes Gespräch repräsentiert. Bei einem System des Vorzuteilungs-Typs ist die Gesamtanzahl der Kanäle in dem Stoß beziehungsweise dem Paketfestste- i<> hend und die Bestimmung beziehungsweise das Ziel jedes Kanals ist vorher zugeteilt beziehungsweise zugewiesen. So kann die erste Kanalgruppe in dem Stoß beziehungsweise Paket von Station A für die Verbindung mit Station B bestimmt sein, während die zweite Kanalgruppe innerhalb des Stationspaketes beziehungsweise Stationsstoßes zur Verbindung mit Station C bestimmt sein kann und so weiter. Der Sender der Station B wird eingeschaltet, um das Paket beziehungsweise den Stoß von Station B zu einer solchen Zeit einzuleiten, daß das Paket von Station B am Satelliten direkt nach Beeindigung des Empfanges des Paketes von Station A eintrifft. Diesem Paket von Station B folgt ein Paket von Station C, dann von Station D und so weiter. Die Stationspakete beziehungsweise Stations-Sendezeiten sind zeitlich so eingestellt, daß, bezogen auf den Satelliten, der Empfang des Paketes der letzten Station vor dem Ende der Zyklus- beziehungsweise Rahmenbezugszeit endet, an dem wieder das Paket von der Station A eintrifft. Die Zeitdauer zwischen dem Sendebeginn der aufeinanderfolgenden Pakete von der Bezugsstation ist als die Zyklusdauer beziehungsweise Rahmenzeit des TDMA-Nachrichtenübertragungssystems bekannt. Die Pakete beziehungsweise Stöße von den einzelnen Stationen werden durch ein Paketsyn- J5 chronisierungssystem daran gehindert, sich zu überschneiden beziehungsweise zu überlappen, wenn sie am Satelliten eintreffen, wobei dieses Paketsynchronisierungssystem die jeweiligen Sendezeiten steuert beziehungsweise überwacht, wie es in der oben genannten früheren Anmeldung beschrieben ist.

Von den Figuren zeigt F i g. 1 a das Rahmenbeziehungsweise Zyklusformat für ein TDMA-Nachrichtenübertragungssystem mit 10 Stationen. Ein typisches Paket- beziehungsweise Sendeformat bekannter Art ist in F i g. Ib wiedergegeben. Die drei dargestellten Teile eines typischen bekannten Paketformats der in F i g. Ib gezeigten Art sind

1. Halte- beziehungsweise Schutzzeiten,

2. Präambel beziehungsweise Einleitung und

3. Kanalinformation.

Die Halte- beziehungsweise Schutzzeit ist eine Übertragungsfreie Periode die dazu dient, zu verhindern, daß aufeinanderfolgende Pakete beziehungsweise Stöße innerhalb des Rahmens beziehungsweise Zyklus sich am Satelliten Oberlappen beziehungsweise überschneiden. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Länge der für die Halte- beziehungsweise Schutzzeit erforderliche Zeit um so kleiner sein kann, je genauer das Paketsynchronisierungssystem arbeitet Die Präambel beziehungsweise Einleitung enthält in typischer Weise ein Trägerrestitutions- und Bit-Einstelhingsrestitutionsinformation, welche dazu benutzt wird, den Empfänger in den Bodenstationen zu synchronisieren, welche das Paket beziehungsweise den Stoß empfangen. Die Präambel enthält weiterhin ein Einzelwort, welches die Sendestation identifiziert, und ein Adressenwort, wel-

50 ches die Empfängerstationen identifiziert. Zusätzliche Informationen wie etwa der gegenwärtige Kanalbedarf der Sendestation können in die Präambel eingebracht werden. Die Bedeutung dieser letzteren Information wird weiter unten noch ausführlicher beschrieben. Der Kanalinformationsabschnitt enthält die zwischen den Stationen gesendeten Nachrichten, wie etwa digitaldargestellte und kodierte Sprachübertragungen. Dieser Abschnitt beziehungsweise Teil ist in kleinere Zeitschlitze (Kanäle) unterteilt, von denen jeder eine für eine der Empfangsstationen bestimmte Information trägt. Jede Station empfängt sämtliche Kanalinformationen, wobei sie jedoch nur die an sie adressierte Information in diesen Kanälen herausgreift.

Als ein Beispiel der Art und Weise der Verteilung der Kanäle in Übereinstimmung mit einem vorher zugeordneten beziehungsweise zugeteilten Kanalverteilungsschema wird angenommen, daß ein TDMA-System eine Kapazität von 600 Kanälen und 10 Stationen hat. Auf diese Weise sind 10x9 = 90 mögliche Einwegleitungsabschnitte im Netzwerk vorhanden, und jede Station muß ihre zugeteilten Kanäle in 0 gesonderte Segmente aufteilen, wenn das Netzwerk auf einer Vorzuteilungsbasis arbeitet. Wenn somit jede Station 60 Kanäle hat, können sie, wie in F i g. 2 gezeigt, in Zeitschlitzen innerhalb eines Pakets beziehungsweise Stoßes eingeordnet sein. Wenn zum Beispiel die ersten 8 Kanäle dazu bestimmt sind, zur Station A zu gehen, sind die nächsten 11 Kanäle dazu bestimmt, zur Station B zu gehen und so weiter. Es wird davon ausgegangen, daß das in F i g. 2 dargestellte Format das Paket beziehungsweise den Stoß von Station E repräsentiert. Es ist ein extremes Beispiel des Problems dargestellt, welches mit der Bildung des Pakets in dieser Weise verbunden ist, indem angenommen wird, daß der einzgie von der Station E zum gegebenen Zeitpunkt ausgehende Verkehr derjenige ist, der zur Station / gerichtet ist. Wenn das der Fall ist, dann wird die Information nur während der letzten 6 Kanäle gesendet. Ein derartiges Schema ist außerordentlich verschwenderisch hinsichtlich der Satellitenleistung, wobei es zusätzlich auch nicht flexibel genug ist wirkungsvoll ein Netzwerk aufzunehmen, bei dem ein wesentliches Zeitdifferential beim Umbilden des Verkehrs jeder Station zu Spitzen vorhanden ist.

Wenn von dem Fall eines Netzwerkes mit einer Kapazität von 600 Kanälen und 60 Stationen im Netzwerk ausgegangen wird, sind 3540 mögliche Einwegleitungsabschnitte vorhanden. Vorher zugeteilte Kanäle sind in diesem Fall sinnlos, da nur etwa ein Satellitenkanal für jeweils 6 mögliche Einwegleitungsabschnitte vorhanden ist wodurch bestimmte Leitungsabschnitte ausgeschlossen werden. Somit können in einem vorangestellten System Leitungsabschnitte, die nur wenig benutzt werden, Oberhaupt nicht untergebracht werden.

Erfindungsgemäß werden die Kanäle auf Bedarfsbasis periodisch auf diese Stationen wieder neu zugewiesen beziehungsweise neu verteilt Es wird im Sinne dieses Beispieles angenommen, daß die verfügbaren Kanäle innerhalb einer Stationspaketzeit beziehungsweise Stationssendezeit belegt werden, und zwar in der Reihenfolge, daß der niedrigste unbesetzte Kanal, das heißt der Kanal mit der niedrigsten Ziffer, zuerst belegt wird. In der einfachsten Form kann dieses von Hand durch die Bedienungsperson erfolgen, indem der niedrigste unbesetzte Kanal nach Empfang einer Anfrage eines Teilnehmers für einen Kanal ausgewählt

wird. So wird beispielsweise der erste Teilnehmer den ersten Kanal erhalten, der dem Kanal entspricht, welcher zeitlich dem Anfang des Stationspaketes am nächsten liegt. Der zweite Teilnehmer wird den zweiten Kanal erhalten und so weiter. Unter der Annahme, daß die ersten sechs Kanäle besetzt sind, und daß der den Kanal 3 benutzende Teilnehmer seinen Anruf beendet, wird der Kanal 3 frei. Beim Empfang der nächsten Anfrage nach einem Kanal wird die Bedienungsperson den Kanal 3 auswählen anstelle des Kanals 7, da der Kanal 3 zu diesem Zeitpunkt der niedrigste beziehungsweise niedrigst bezifferte unbesetzte Kanal ist. Im Sinne der vorliegenden Erfindung repräsentiert der höchste tätige Kanal bei irgendeiner gegebenen Station die »angegebenen Kanalbedürfnisse« für diese Station, selbst wenn einige der dazwischen liegenden Kanäle momentan unbesetzt sein können.

F i g. 3 gibt das Format eines Pakets beziehungsweise Stoßes von einer Einzelstation wieder, bei der der 17. Kanal der höchste aktive beziehungsweise benutzte Kanal ist. Es ist zu erkennen, daß die Station eine Gesamtkanalzuteilung von mehr als 17 Kanälen hat, wobei jedoch unter Berücksichtigung des gegenwärtigen beziehungsweise vorhandenen Verkehrs die 17 Kanäle den »gegenwärtigen Kanalbedarf« für die spezielle Station repräsentieren. Die vorhandenen Kanäle, die über den 17. Kanal hinausgehen, umfassen, so wie es im folgenden bezeichnet werden soll, die »Freizeit oder Freikanäle« für die spezielle Station. Es ist zu erkennen, daß obwohl die Kanäle 3, 7, 8 und 14 jo zum gegenwärtigen Zeitpunkt unbesetzt sind, die Zahl 17 dennoch als der »gegenwärtige Kanalbedarf« bezeichnet wird.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung sendet die Bezugsstation, wobei die Zeitpunkte dafür y\ nicht kritisch sind, ein Abfrage- beziehungsweise Testsignal. Nach Empfang dieses Testsignals sendet diese Station an alle übrigen Stationen im Netzwerk eine Zahl, welcha ihren gegenwärtigen Kanalbedarf repräsentiert. So würde die durch das Paketformat von Fig.3 dargestellte Station die Ziffer 17 aussenden. Zwischen dem Zeitpunkt, an dem das Testsignal empfangen wird, und dem Zeitpunkt, an dem die Kanalneuzuteilung beendet ist, können auch keine Kanäle in der »Freizeit« belegt werden. Bezugnehmend auf F i g. 3 bedeutet das, daß, wenn die Kanäle 3,7,8 und 14 wieder aktiv werden und keiner der anderen 17 Kanäle frei wird, die durch dieses Paket dargestellte Station völlig belegt ist und nicht weitere Anrufe oder Anfragen für Anrufe annehmen kann bis zum Ende der Neuzuweisung. Es ist darauf hinzuweisen, daß das von der Bezugsstation gesendete Abfrage- beziehungsweise Testsignal dazu dient, die Neuzuteilüng der Kanäle unter den Stationen in die Wege zu leiten, die an der Gesamtheit beziehungsweise dem Ring der Kanäle teilhaben. Die Zeitpunkte, zu denen das Testsignal gesendet wird, ist für den Anmeldungsgegenstand nicht kritisch und kann periodisch oder unperiodisch erfolgen. So kann beispielsweise eine Bedienungsperson beziehungsweise ein Operator an der Bezugsstation jedesmal dann ein Testsignal aussenden, wenn das Verkehrsmuster der Anrufe zwischen den einzelnen Stationen anzeigt, daß eine Neuzuteilung der Kanalzuweisung zweckmäßig wäre. Wenn das Testsignal periodisch gesendet wird, kann die Periode auf eine feste Zeit, zum Beispiel drei Stunden eingestellt sein, wobei erwartet wird, daß innerhalb dieser Zeit das Verkehrsmuster der Anrufe sich genügend verändert haben wird, um eine Neuzuteilung der Kanäle zu rechtfertigen. Das nun von der der Bezugsstation ausgesendete Testsignal und die gegenwärtige Kanalbedarfszahl (PCR) kann in der Präambel beziehungsweise Einleitung des Paketes der entsprechenden Station gesendet werden.

Jede Station empfängt über den Satelliten die PCR-Zahlen aller anderen Stationen und auch von sich selbst und speichert diese Zahlen. An jeder Station werden dann folgende Berechnungen durchgeführt:

Ii Il

wobei Cr der unterste Kanalbedarf für das gesamte Netzwerk, PCR₁ die PCR-Zahl der /-ten Station und η die Zahl der Bodenstationen im Netzwerk ist.

Da die Kanalkapazität Cdes Gesamtsystems bekannt ist, kann die Gesamtsystem-Freikapazität Cs errechnet werde, durch

Cs=C-Cr.

Für den Fall, daß die Gesamtanzahl der überschüssigen Kanäle Cs gleichmäßig den η Stationen zugewiesen werden soll, wird die Anzahl P der Überschußkanäle je Station wie folgt errechnet:

P = Integralwert von — .
η

Die Gesamtanzahl A der jeder Station zuzuweisenden Kanäle ergibt sich aus

Ai= PCR₁+ P.

Die Werte A werden zusammen mit den Werten gespeichert, welche die gegenwärtige Kanalzuweisung für die Stationen repräsentieren. Die zuietzi genannten Werte werden im folgenden durch den Buchstaben B bezeichnet. Eine Differentialkanalzuweisung Δ wird dann für jede Bodenstation wie folgt erhalten:

A₁ = Ai - Bi.

Die 4-Werte zeigen die Größe der Veränderung der Kanalzahlen an, die einer bestimmten Station zugewiesen werden müssen, und das Vorzeichen des ^-Wertes zeigt die Richtung der Veränderung an.

Die Fig.4 gibt ein Diagramm der 4-Werte für ein Zehnstationen-System wieder. Die Werte sind ausschließlich zum Zweck der Illustrierung der vorliegenden Erfindung angenommen beziehungsweise ausgewählt. Die Ziffern in den Kästen entlang der Abszisse repräsentieren die Stationsnummern und die Höhe der Grafik repräsentieren die 4-Zahl. Die 4-Werte für die Stationen 1 bis 10 sind, so wie es in F i g. 4 dargestellt ist, + 3, +3, -2, +5, -4, -6, -3, +2, +4 beziehungsweise — 2. Die positiven Zahlen repräsentieren das Anwachsen der Kanäle, die der einzelnen Station zugewiesen werden müssen, und die negativen repräsentieren die Abnahme der Kanäle, die einzelnen Stationen zuzuweisen sind.

Bei dieser Stufe des Vorganges ist die Gesamtanzahl der der einzelnen Station zuzuweisenden Kanäle bei der Neuzuteilung bekannt, und auch die 4-Werte für jede Station sind bekannt Der Wert Al₁ zeigt nur an, daß die gesamte Paket-beziehungsweise Sendezeit der Station / um die Größe Ai verändert werden muß. Diser Wert sagt jedoch nichts über die Veränderung der Startzeit des Paketes der Station 1 aus. Wenn die Paketbeziehungsweise Sendezeiten der Stationen, welche der Station / vorangehen, verändert werden müssen, dann

muß selbstverständlich die Startzeit des Paketes für die Station / unter Berücksichtigung der Zyklus- beziehungsweise Rahmenbezugsgröße zeitlich vor- oder nachverlegt werden. Sämtliche Stationspakete beziehungsweise -stoße mit Ausnahme des Paketes von der Bezugsstation sind bezüglich der Zyklusbezugsgröße zeitlich verzögert. Wenn somit ein Paket zeitlich vorverlegt wird, bedeutet das, daß diese Verzögerung abnimmt, während eine zeitliche Verschiebung nach hinten bedeutet, daß diese Verzögerung vergrößert wird. Es ergibt sich dann, daß die Verschiebung der Startzeit des Stationspaketes beziehungsweise -Stoßes für die Station / von der Veränderung der Länge sämtlicher Pakete beziehungsweise Stöße, welche der Station /vorangehen, das heißt der Stationen 1 bis (i— 1), abhängig ist.

Die Paketauslösezeitveränderung σ errechnet sich wie folgt:

Ii-Il

m= 1

Die obige Gleichung bedeutet, daß zum Erhalten jedes Wertes σ /sämtliche 4-Werte für die Stationen 1 bis /'— 1 algebraisch addiert werden, um die gesamte Kanalverschiebung vor dem Paket der Station / zu erhalten. Wenn σ / positiv ist, bedeutet das, daß das Paket der Station /bezogen auf die Zyklus- beziehungsweise Rahmenbezugsgröße um einen Betrag |σ;] weiterverzögert werden muß, um Platz für die Verlängerung der Paket- beziehungsweise Sendezeiten, welche vorangehen, zu schaffen. Wenn ο / negativ ist, bedeutet diese, daß das Paket von Station i, bezogen auf die Zyklusbezugsgröße, um einen Wert eher gesendet werden muß, der gleich dem absoluten Wert \a i\ ist, um die Leerzeit der verkürzten beziehungsweise zusammengezogenen vorangegangenen Pakete auszugleichen. Für die h Fig.4 wiedergegebenen und oben behandelten A-Werte sind die α-Werte in Fig.5 dargestellt, in der die Ziffern entlang der Abszisse die Stationen in dem Netzwerk repräsentieren. Da die Startzeit des Paketes beziehungsweise Stoßes von der Station Nr. 1 die Rahmenbezugsgröße ist, wird diese Startzeit zeitlich nicht verschoben, und der Wert o\ ist gleich Null. Dies entspricht der obigen Gleichung, da vor dem Wert A\ keine 4-Werte vorhanden sind. Aus Fig.4 ist zu erkennen, daß der 4-Wert für Station 1 gleich der Größe +3 ist, was bedeutet, daß die Paketbeziehungsweise Sendezeit für die Station Nr. 1 um drei Kanalzeiten vergrößert werden wird. Obwohl somit die Startzeit des Paketes von Station 1 nicht verändert wird, wird das hintere Ende der Paket- beziehungsweise Sendezeit um drei Kanäle herausgeschoben und die Startzeit des Paketes Nr. 2 muß zeitlich um den gleichen Wert nach hinten verlegt werden, damit das Paket Nr. 2 sich nicht mit dem hinteren Ende des Paketes von Station 1 überschneidet beziehungsweise damit zusammenfällt Gemäß der obigen Gleichung ist der Wert 02 gleich +3, was in Fig.5 aufgetragen ist Die σ-Werte für alle anderen Stationen sind in der gleichen Weise errechnet

Eine Analyse von F i g. 5 ergibt, daß jeder positive o-Wert (über der Abszisse aufgetragen) eine notwendige zeitliche Verschiebung nach hinten anzeigt, während jeder negative σ-Wert (unterhalb der Abszisse aufgetragen) anzeigt daß die Paket- beziehungsweise Sendestartzeit bezogen auf die Rahmenbezugsgröße vorverleet werden muß.

In dieser Stufe beziehungsweise zu diesem Zeitpunkt ist die Größe und Ricntung der Verlagerung der Paketbeziehungsweise Sendezeiten für jede Station bekannt. Da Paket- beziehungsweise Sendesynchronisationsein- > richtungen der in einer früheren Anmeldung beschriebenen Art dazu in der Lage rind, die Paket- beziehungsweise Sendezeiten für die einzelne Station in Übereinstimmung mit Signalen, welche die Größe der Verlagerung beziehungsweise Verschiebung repräsen-

K) tieren, zu verschieben, kann die genaue Verschiebung beziehungsweise Verlagerung an jeder Station durch Anlegen des Signals σ an die Paketsynchronisationseinrichtung durchgeführt werden. Da jedoch mit der Einrichtung, welcher in der zuletzt genannten Patentan-

i-, meldung beschrieben sind, die Paketverlagerung nicht unmittelbar beziehungsweise unverzüglich durchgeführt wird sondern verschiedene Rahmen erforderlich machen kann, um das Paket aus seiner alten Position in die neue Position zu verlagern, ist die Möglichkeit groß, daß Pakete von benachbarten Stationen während des Verlagerungs- beziehungsweise Verschiebevorganges sich überlappen können, wenn sie alle zöur gleichen Zeit verlagert beziehungsweise verschoben werden. Die Betrachtung von F i g. 5 zeigt, daß das Paket von der > Station 5 zeitlich zurückverlagert werden 'muß, und daß auch das Paket von Station 6 zeitlich zurückverlagert werden muß. Wenn Pakete von den beiden Stationen 5 und 6 gleichzeitig verlagert beziehungsweise verschoben werden, besteht die Möglichkeit, daß die Pakete sich

«ι während der Verschiebungszeit überschneiden beziehungsweise überlappen, woraus eine Kanalüberlagerungsstörung beziehungsweise Kanalinterferenz resultieren kann. Die von den Stationen 6 und 7 gesendeten Pakete können jedoch während des gleichen Zeitab-

r> schnittes verschoben werden, da, wie es durch die o-Werte angezeigt ist, für eine genaue und richtige Neuzuweisung beziehungsweise Neuverteilung das Paket von Station 6 zeitlich zurückverlagert wird, während das Paket von Station 7 zeitlich vorverlegt

4» werden muß, um wieder den Anschluß an das hintere beziehungsweise nachlaufende Ende des Paketes von Station 6 zu finden. Da die beiden Stationspakete aufeinander zu verschoben beziehungsweise verlagert werden, um den dazwischen liegenden Spalt zu > schließen, besteht keine Möglichkeit, daß die Pakete der Stationen 6 und 7 sich überschneiden, wenn sie gleichzeitig verschoben werden. Der gesamte Verschiebealgorithmus, der von jeder Station, welche an der Gesamtheit beziehungsweise dem Ring der Kanäle

ίο Anteil hat, durchgeführt wird, läßt sich wie folgt beschreiben:

1. Diejenigen Stationen, weiche positive o-Werte in F i g. 5 haben, sollen ihre Pakete zum hinteren Ende des Rahmen beziehungsweise des Zyklus verschieben, wobei mit der in der Ziffer höchsten Station innerhalb des speziellen, positive Werte aufweisenden Bereichs begonnen wird Demzufolge werden gemäß dem gewählten Beispiel die Stationen 6 und 10 beim Empfang der ersten Neuverteilungsmarkierung von ihrer Bezugsstation ihre Paketbeziehungsweise Sendezeiten für eine Fünf- beziehungsweise Zweikanalverzögerungsperiode einstellen. Beim Empfang der zweiten Neuverteilungsmarkierung stellt Station 5 sein Paket für eine Neu-Kanalverzögerungsperiode ein und so weiter.

Z Diejenigen Stationen, welche gemäß Fi g. 5 negative o-Werte haben, müssen ihre Pakete vorwärts

zum Anfang des Rahmer-s verschieben, wobei mit der Station mit der niedrigsten Ziffer innerhalb des speziellen, negi'jve Werte aufweisenden Bereichs begonnen wird. Beim gewählten Beispiel würde somit die erste Kanalneuverteilungsmarkierung die Station 7 aktivieren, um ihr Paket um eine Kanalperiode vorzuverlegen. Die zweite Neuverteilungsmarkierung aktiviert die Station 8, um ihr Paket um vier Kanalperioden vorzuverlegen und so weiter. Nachdem ein Stationspaket in der oben beschriebenen Weise verlagert worden ist wird der σ-Wert dieser Station Null.

3. Die Stationen mit σ-Werten von Null würden auf Kanalneuverteilungsmarkierungen nicht ansprechen. Es ist zu beachten, daß die Stationen 6, 7 und 10 gleichzeitig auf das erste Markierungssignal, und die Stationen 5 und 8 auf das zweite Markierungssignal ansprechen beziehungsweise reagieren können und so weiter.

Der oben beschriebene Verschiebealgorithmus kann wie folgt ausgedrückt werden. Bei Empfang einer Kanalneuverteilungsmarkierung wird das Paket für Station 1 verlagert beziehungsweise verschoben, wenn 1. σ/positiv und σ,·+1 Null oder negativ ist, oder wenn 2. σ, negativ und σ,_ ι positiv ist Nachdem ein Stationspaket verschoben beziehungsweise verlagert worden ist, fällt der σ-Wert auf Null ab.

Der wesentliche Kern der Erfindung ergibt sich aus der obigen Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens für die Neuverteilung beziehungsweise Neuzuweisung von Kanälen bei mehreren Bodenstationen in einem TDMA-Nachrichtenübermittlu'\»ssystem auf Bedarfbasis. Unter Zugrundelegung des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens wird nunmehr die Einrichtung beziehungsweise Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben. Ein Beispiel der Einrichtung beziehungsweise der Anordnung ist in den Fig.6 und 12 schematisch dargestellt und wird nunmehr anhand dieser Figuren näher beschrieben. Es wird davon ausgegangen, daß die kombinierte Einrichtung gemäß den Fig.6 und 12 an jeder Bodenstation des Netzwerkes beziehungsweise Nachrichtenübertragungssystems vorhanden ist, obwohl es nicht notwendig ist, daß die Einrichtung sich auch an der Bezugsstation befindet, da die Paketbeziehungsweise Sendezeit sich an der Bezugsstation nicht ändert. Wenn es jedoch erwünscht ist, das System derart zu betreiben, daß die Aufgaben der Bezugsstatio.i periodisch auf die einzelnen Stationen des Systems verteilt beziehungsweise weitergegeben werden sollen, dann sind vorzugsweise sämtliche Stationen mit der Einrichtung gemäß den F i g. 6 und 12 versehen.

Die periodischen Neuzuteilungs-Auslösesignale oder »Anfragew-Signale, die von einer Bezugsstation ausgesendet werden, werden über den in F i g. 6 dargestellten Detektor und Dekommutator 10 erfaßt. Der Detektor und Dekommutator 10 setzt den Prozeß in Gang, indem er eine Hauptzeitschaltung 14 und eine PCR-Sendeschaltung 16 triggert Die Mauptzeitschaltung 15 steuert den zeitlichen Ablauf der Vorgänge während des Prozesses und kann einen Taktgeber enthalten, der zu den richtigen Zeitpunkten Ausgangsimpulse liefert, um die einzelnen Schritte des Prozesses einzuleiten. Die PCR-Sendeschaitung 16 sendet, nachdem sie in Gang gesetzt worden ist, während der Präambel des Stationspaketes die PCR-Information. Die durch die PCR-F.inheit gesendete Information repräsentiert den gegenwärtigen Kanalbedarf der Bodenstation und kann in der Einheit 16 gespeichert oder von irgendeiner anderen Logik an der Bodenstation erhalten werden. In der einfachsten Form könnte der Operator die PCR-Nummer in die Einheit 16 eingeben. Die PCR-Information von sämtlichen Stationen werden im Satelliten durch den Transponder bearbeitet und an alle Stationen weitergeleitet wo sie dem Dekommutator 10 zugeführt werden, der die Information auf einer

ίο Station-zu-Station-Basis trennt beziehungsweise abscheidet Die Ausgangs-PCR-Informationen vom Detektor und Dekommutator 10 werden aufeinanderfolgend zu jeweils einer Gruppe von Registern 12 geleitet wobei ein gesondertes Register für jede Station in dem System vorhanden ist Wie oben erwähnt befindet sich die an den Satelliten gesendete PCR-Information in der Paketpräambel und wird daher nach dem Zeitmultiplexverfahren gebündelt In einem solchen Fall könnte der Dekommutator 10 wirksam sein, um die PCR-Information auf einer zeitlich eingestellten Basis in bekannter Weise zu entbündeln oder zu dekommutieren. Das Ergebnis davon ist, daß das Register A\ jetzt die Information PCR\ enthält das Register Ai die Information PCR2, das Register A3 die Information PCR3 und so weiter.

In diesem Zusammenhang ist zu erwähnen, daß die Hauptzeitschaltung 14 ihre Ausgangsimpulse einer gesteuerten Zeitschaltung 18 zuführt, die mehrere in geeigneter Weise mit den Bezugszahlen T versehene

jo Ausgangsklemmen hat. Die Eingangsimpulse zur Zeitschaltung 18 bewirken, daß den Ausgangsklemmen zu bestimmten, von der Zeitschaltung 18 gesteuerten Zeitpunkten Energie zugeführt wird. Steuerschaltungen dieser Art sind bekannt und der einzige Zweck der Darstellung einer solchen Schaltung besteht darin, zu zeigen, daß die Betriebsablauffolge des Verfahrens erhalten werden kann, indem die Register und Recheneinheiten des Systems zu bestimmten Zeiten unter dem Einfluß der Steuerzeitschaltung mit Energie versorgt beziehungsweise erregt werden. Der Anschluß zwischen den Ausgangsklemmen der Steuerzeitschaltung und den übrigen Einrichtungselementen von F i g. 6 ist durch die jeweiligen Zuleitungslinien Γ verdeutlicht, welche, wie dargestellt, zu den anderen Einrichtungsorganen führen.

Die PCR-Werte in den Registern 2 werden in einem Addierwerk 20 summiert, wodurch der Wert C* geliefert wird, der die Gesamtanzahl der zum jeweiligen Zeitpunkt von dem System benötigten Kanäle repräsentiert.

Dieser Wert wird von der Gesamtanzahl C der im System vorhandenen Kanäle in einem Subtrahierwerk 22 subtrahiert dessen Ausgang durch die Gesamtanzah! η der in dem Netzwerk vorhandenen Stationen dividiert wird, um einen ganzzahligen Ausgang P zu liefern, der die Anzahl der Leerkanäle repräsentiert, welche jeder der Stationen zugewiesen werden können. In dem speziellen hier beschriebenen Beispiel ist davon ausgegangen, daß die Übrigbleibeibenden Kanäle nichi

bo zugeteilt werden und unbenutzt bleiben. Der Ausgang beziehungsweise das Ergebnis des Dividierwerks 24, in dem die Division durch die Zahl η stattgefunden hat wird mehreren Addier- Subtrahierwerken 26 zugeführt Obwohl in der Zeichnung nur drei Addier-Subtrahier· werke 26 dargestellt sind, versteht es sich, daß je Station so viele Addier-Subtrahierwerke 26 vorhanden sind, wie es den Stationen im Netzwerk entspricht. Die PCR-Daten im Reeister 12 werden ebenfalls einem

Eingang der Addier-Subtrahierwerke zugeführt. Die Addier-Subtrahierwerke führen die Summierung

A, = PCR₁ + P

durch, und die Λ-Werte, welche die Gesamtanzahl der Kanäle repräsentieren, die den Stationen durch den Neuverteilungs- beziehungsweise Neuzuteilungsprozeß zugewiesen werden sollen, werden in die jeweiligen Register 12 zurückgeführt.

Eine Gruppe von Registern 28 enthält die B-Werte, welche für jede Station die Anzahl der gegenwärtig zugewiesenen Kanäle repräsentiert. Die ß-Werte werden von den A-Werten in den Addier-Subtrahierwerken 26 subtrahiert, wodurch die A-Werte gebildet werden, die in die Register 28 eingegeben werden, um die S-Werte zu ersetzen. Zu diesem Zeitpunkt enthalten die Register 28 die Daten beziehungsweise Werte, wie sie durch die Grafik gemäß F i g. 4 repräsentiert werden.

Die σ-Werte können aufeinanderfolgend erhalten werden, indem hintereinander die in den Registern 28 gespeicherten 4-Werte addiert werden. Wie es in F i g. 6 dargestellt ist, enthält die Einrichtung zur Speicherung der σ-Werte mehrere Register 30 und zwar jeweils ein Register für jede Station. In der Zeichnung ist ein Oi-Register dargestellt, wobei jedoch, da der Wert von σι stets 0 ist, dieses Register nicht notwendig ist. Der Wert A\ wird zum Inhalt des Oi-Registers 30 (welches auf 0 steht) addiert um den Wert 02 zu erhalten, der dem 02-Register zugeführt wird. Der Wert Δ2 von einem Register 28 wird dem Wert 02 von dem zugeordneten Register 30 zuaddiert, um den Wert 03 zu bilden, der dem O3-Register30 zugeführt wird und so weiter.

Anstelle mehrerer Addier-Subtrahier-Werke 26, wie sie in Fig.6 dargestellt ist, kann auch ein einziges Rechenwerk benutzt werden, um sämtliche mathematischen Berechnungen durchzuführen, die notwendig sind, um die gewünschten Werte zu erhalten. Wie es im Fall der meisten elektronischen Rechenvorgänge typisch ist, können weiterhin die Vorzeichen sämtlicher Ergebnisse beziehungsweise Werte durch den binären Wert der elektrischen Spannung oder des Stroms in einer der Bit-Stellen repräsentiert werden. Diese gilt für digitale Berechnungen beziehungsweise Rechenvorgänge, die für das Beispiel gemäß F i g. 6 vorausgesetzt werden. In diesem Fall enthält jedes o-Register 30 eine Nummer, welche die richtige beziehungsweise zuständige o-Nummer repräsentiert und außerdem auch ein Vorzeichen-Bit. Die Vorzeichen-Bits werden dazu verwendet, die Reihenfolge zu steuern, in der die Pakete verschoben werden.

Die Hauptzeitschaltung 14 liefert auch eine Vielzahl von Neuzuweisungsmarkierimpulsen, die zur Einleitung der Paketverschiebung benutzt werden, und einen Einleitimpuls. Die Markierimpulse können in einer üblicher Weise von der Hauptzeitschaltung erzeugt werden und zwar als Antwort auf die Eingangsimpulse von dem Dekommutator 10. Der zeitliche Abstand zwischen den Markierimpulsen ist so eingestellt, daß ein vollständiges Verschieben beziehungsweise Verlagern der Paket- beziehungsweise Sendezeit für die Station möglich ist, welche den größten Zeitbedarf zum Verschieben beziehungsweise Verlagern benötigt. Der Einleitimpuls wird zu einer Zeil geliefert, die mit Sicherheit hinter dem Zeitpunkt liegt, an dem die Neuzuweisung zu Ende geführt worden ist. Die Einleitimpulse werden dazu benutzt, die ,4-Werte aus den Registern 12 in die Register 28 zu verlagern, um beim nächst folgenden Neuzuweisungs- beziehungsweise Neuverteilungszyklus benutzt zu werden.

In Fig. 12 sind die Register 30, welche die σ-Werte speichern nochmals dargestellt Die Vorzeichen-Bits in den o-Registern werden jeweils mehreren Binär-Schaltungen 32 zugeführt Jede der Binär-Schaltungen 32 hat zwei Ausgänge, die ständig entgegengesetzten logischen Sinn haben. Unter Benutzung der Konvention von »Aufwärts« und »Abwärts«, um die logischen Signale entgegengesetzter Art zu bezeichnen, wenn das Vorzeichen des Wertes α positiv ist, ist der untere Ausgang von der zugeordneten Binär-Schaltung 32 »aufwärts« und der obere Ausgang ist »abwärts«. Das umgekehrte ist gültig, wenn das Vorzeichen des in den Registern gespeicherten o-Wertes negativ ist Von den übrigen, in F i g. 12 wiedergegebenen Einheiten sind diejenigen, welche mit / versehen sind, Invertiergatter, diejenigen mit der Bezeichnung A UND-Gatter, diejenigen mit der Bezeichnung O ODER-Gatter, diejenigen mit der Bezeichnung D Zeitverzögerungsschaltungen, während die Einheit 34 eine Bank von UND-Gattern repräsentiert, um den Wert O₄ an die Paket-Synchronisiereinrichtung zu übertragen. Von dem in Fig. 12 wiedergegebenen System wird angenommen, daß es sich an der Bodenstation Nr. 4 befindet, was der Grund dafür ist, daß Vorsorge getroffen ist, um den Wert 04 an die Paketsynchronisiereinrichtung zu überführen. Es ist zu beachten, daß, wenn der Wert von σ gleich 0 ist, beide Ausgänge von der zugeordneten

jo Binärschaltung 32 »abwärts« sind.

Die in F i g. 12 dargestellte Logik ist wirksam, um den oben beschriebenen Verschiebealgorithmus durchzuführen. Ein einziges Beispiel zeigt, wie dieses erfolgt. Wenn 04 positiv ist, was eine zeitliche Rückwärtsver-

r> Schiebung für das Stationspaket von Station 4 bedeutet, wird der untere Ausgang der zugeordneten Binärschaltung 32 »aufwärts« und der obere Ausgang wird »abwärts« sein. Wenn 05 negativ ist oder einen Wert von 0 hat, wird das dem O4-Register zugeordnete ODER-Gatter 60 instand gesetzt. Wenn ein Neuzuweisungs- beziehungsweise Neuverteilungsmarkierimpuls über die Leitung40 ankommt, wird demzufolge das UND-Gatter 62 einen Ausgang liefern, der das Übertragungsgatter 34 erregt. Der Wert 04 wird durch das Übertragungsgatter 34 zur Paketsynchronisiereinrichtung weitergeleitet, um das Paket um einen Betrag zu verschieben, der dem Wert 04 proportional ist. Nach einer kurzen Verzögerung wird das den Wert 04 enthaltende Register gelöscht, wodurch der Wert von 04 vollständig getilgt

■>o wird.

Wenn andererseits der Wert von <u negativ ist, steuert das Vorzeichen des Wertes 03, ob das dem Werte 04 zugeordnete ODER-Galter 60 erregt wird oder nicht. Es ist darauf hinzuweisen, daß für alle anderen Register, wenn ihre zugeordneten ODER-Gatter erregt sind, die Neuzuweisungs- beziehungsweise Neuverteilungsmarkierimpulse nur wirksam sind, die Register zu löschen beziehungsweise auszuräumen, wodurch das einzelne Register den Weit 0 aufweist, wenn der nächste

«ι Neuzuweisungsmarkierimpuls ankommt.

Die grafischen Darstellungen der F i g. 7 bis 11 illustrieren die Werte von σ, die während unterschiedlicher Zeitpunkte während des Verfahrensablaufs in den Registern 30 gehalten werden. Jede Figur repräsentiert

b^ri die 0-Werte, die einem fortlaufenden Neuzuweisungsmarkierimpuls folgen. In Fig. 7 sind die ursprünglichen Inhalte der Register 30 dargestellt. Es sind zwei positive Gruppierungen vorhanden, nämlich die Stationen 2 bis 5

und die Station 11, wobei die Stationen 5 beziehungsweise ! 1 die Stationen mit den höchsten Ziffern jeder Gruppe sind. Diese Stationen werden auf den ersten Neuzuweisungsmarkierimpuis ansprechen beziehungsweise reagieren, indem sie ihren zugeordneten Paketsynchronisierschaltungen die Information zuleiten, ihre Verzögerung bezogen auf die Rahmenbezugsgröße um einen Betrag zu erhöhen, der gleich den Werten von ο? beziehungsweise σ π ist.

Es sind weiterhin zwei negative Gruppierungen vorhanden, nämlich die Stationen 6 bis 9 und die Station 13. Der Algorithmus zeigt an, daß die Stationen 6 und 13 auf den ersten Markierungsimpuls ansprechen beziehungsweise reagieren, der ihre Pakete vorwärts verschieben wird. Für diese Stationen, die aktiv auf eine Markierung reagieren, wird die Markierung dazu benutzt, die o-Information aus dem Register 30 in die Paketsynchronisierschaltung zu übertragen. Sämtliche Register, die die Stationen repräsentieren, die als Antwort auf den ersten Neuzuweisungsmarkierimpuis verschoben werden, werden gelöscht, wodurch die Werte von ο gleich 0 werden. Bevor die zweite Markierung empfangen wird, entsprechen die Inhalte der Register 30 der in F i g. 8 wiedergegebenen Form. Wenn die zweite Markierung empfangen wird, beginnt die Station 4 sich zurückzubewegen, während die Station 7 damit beginnt, ihr Paket vorwärts zu verschieben. Die F i g. 9,10 und 11 zeigen die Inhalte der Register 30 vor den dritten, vierten beziehungsweise fünften Neuzuweisungsmarkierungsimpulsen.
Im obigen sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben worden, welche eine dynamische und automatische Neuverteiiung beziehungsweise Wiederverteilung der Kapazität eines TDMA-Netzwerkes ermöglichen und zwar unter

ίο Berücksichtigung einer sich ändernden Verkehrsbelastung für jede Station im Netzwerk. Eine derartige kapazitätsabhängige Optimierung, basierend auf bedarfsabhängigen Zuteilungstechniken, bringt die Möglichkeit mit sich, ein TDMA-Netzwerk wirkungsvoller arbeiten zu lassen, als bei den üblichen vorher zugeteilten Betriebsweisen einer Multiplex-Kapazitätszuweisung. Die notwendigen Operationen, die zur Errechnung der «-Werte notwendig sind, sind die einfachen arithmetischen Operationen des Addierens, Subtrahierens und Dividierens. Diese Operationen sind in allgemeiner Form durch die Blöcke in Fig. 6 wiedergegeben, und zwar in der Weise, »Additions-Subtraktion«, »Division«, »Addition« und »Subtraktion«, wobei es für den Fachmann auf der Hand liegt, diese Operationen durchzuführen, sofern ihm das erfindungsgemäße Verfahren nahegebracht worden is:.

llier/u 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Nachrichtenübertragung bei einem mit Zeitmultiplexzugriff (TDMA) arbeitenden j Satelliten-Nachrichtenübertragungssystem mit mehreren Stationen, die zur überlappungsfreien Übertragung über Informationspakete die Übertragung über ein Paket pro Station und Zyklus ausführen, wobei jedes Paket mehrere Kanäle zur Informationsübertragung aufweist und ein Paket einer Station ein Bezugspaket darstellt, bei dem die momentane Belastung der Kanäle durch die eine Übertragung ausführenden Stationen bestimmt wird und die Neuverteilung der Kanäle auf die Stationen abhängig von der momentanen Belastung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Neuverteilung infolge der gemessenen Belastung die Verschiebung der den Stationen zugeteilten Pakete in bezug auf den Beginn eines Zyklus ausgeführt wird und daß der Beginn und die Dauer des den Stationen zugewiesenen Paketes während des Zyklus abhängig von der Zahl der zugewiesenen Kanäle je Paket geändert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 2> zeichnet, daß für jede Station ein Wert A festgesetzt wird und A_n, die Anzahl der der Station m zuzuweisenden Kanäle ist, daß ferner für jede Station ein Wei t

so

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