DE2050173A1

DE2050173A1 - Satelliten Bordwahlersystem

Info

Publication number: DE2050173A1
Application number: DE19702050173
Authority: DE
Inventors: William G Shimasaki Nobuhiko. Rockville. Schmidt Md (V St A )
Original assignee: Comsat Corp
Current assignee: Comsat Corp
Priority date: 1969-10-15
Filing date: 1970-10-13
Publication date: 1971-04-22
Also published as: GB1329866A; FR2064358B1; DE2050173C2; JPS5149166B1; US3711855A; FR2064358A1

Description

Satelliten-Bordwählersystem

Die vorliegende Erfindung betrifft Nachrichtensatelliten und insbesondere Bordwählersysteme für Satelliten, die im Millimeter-Welleiilängenbereich arbeiten.

Die Funktion von bekannten kommerziellen Nachrichtensatelliten in einem Satelliten-Nachrichtennetzwerk ist die eines Mikrowellenverstärkers mit Vielfach-Zugriff. Bekannte Nachrichtensatelliten verwenden eine Vielzahl von Antwortsendern und Global-Antennen. Dabei werden Multiplex-Techniken mit Frequenzteilung für jede Bodenstation, welche eine Anzahl von Trägern übermittelt, angewandt. Eine Beschränkung, die bei diesem System gegeben ist, liegt darin, daß zwei Bodenstationen nicht gleichzeitig dieselbe Frequenz benutzen können.

Mit der zunehmenden Belegung des Spektrums im 4- bis 6 GHz-Bereich, der das im allgemeinen verwendete Band für Satelliten-Nachrichtensysteme umfaßt, wird der frei verfügbare Bereich immer kleiner und muß daher möglichst vollständig in

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gedrängter Form genutzt werden. Es besteht ein erhebliches Interesse, die Möglichkeiten auszuschöpfen, «Mie dfcrfeti*Me Vefti " wendung des Millimeter-Wellenlängenberei'cihs flü" Satel»lite?n-*·"^;? Nachrichtenübertragungen gegeben sind. Di© Im Millimeterwelienlängenbereich noch mögliche Sp.ektruiasaufteiliaxig ist erheblich größer als die im k- i)is 6 GHz-Bereich, wobei jedoch hoch« eine Anzahl von technischen Problemen, die mit Satelliteh-Nachrichtensystemen im Millimeterbereidi verknüpft sind, ge*- löst werden müssen. So ist es bekannt, daß !beispielsweise" Sig-' nale bei diesen höhen Frequenzen dazu neigieg, dsarch Regen be-' sonders geschwächt zu werden'. Dieser Nadrteil Ikanrt überwunden werden, indem eine geographische Auffädhenaiiig des Satellitensystems- vorgenomnie« wird. Andererseits weisen die im Millimeterwellenlängenbereich arbeitenden Systeme erhebliche Vorteile auf,· wie beispielsweise die Verwendung kleinerer und besser für die Erstellung von präzise gerichteter Schemata geeigneter Richstrahl-Antennen. Ein Nacihriclateiisatellit, der derartige Vielfach-Richtstrahlantennen So¹WoIiI für den Empfang als auch für die Übertragung verwendet, ereöglicäit eine wirksame Wiederbenutzung von Bereichen des Faretpaejizspektrums, welche beim Einsatz von Global-Antennen allein miclht durchführbar ist. Ein derartiger Satellit weist den ¥orteil auf, daß durch die Wiederbenutzung der Frequenzen das ζνιτ Feirfiigung stehende Frequenzspektrum erheblich besser genutzt wird. Hit steigendem Nachrichtenverkehr über Satelliten koenat diesem Vorteil immer größere Bedeutung zu.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfinduaag, eine Satelliten-Nachrichtentechnik mit Vielfach-Zugriff zu entwickeln, welche die optimale Ausnutzung der Eigenschaften der Eillinieterwellen in bezug auf ihre hohe Zielgenauigkeit ermöglicht, so daß eine erhebliche Ersparnis bei der Breite des benutzten Frequenzspektrums erzielt wird. Darüber hinaus soll mit der vorliegenden Erfindung ein Nachrichtensatellitem-BordwÜhlersystem für diese Technik geschaffen werden, welches den zusätzlichen

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Vorteil aufweist» die Systeaikapazität in bezug auf Jede Bodenstation zu

Diese Aufgabe wird erf inebingsgeiaäß dadurch gelöst, daß EingangsvorrichtuHgeii füür die Trennung der einkoramenden in Richtung Satelliten gekoppelten Signale vorgesehen sind, des weiteren, Ausgaz^s^orrieirtaLDgen. für die gezielte Übertragung der abwärts gerichtetem Signale, wobei ein Wählernetzwerk zwischen den Eingangs- noi dien Jtessgangsvorrichtungen angeordnet ist, welches von der .«urspcSunsLxclien Gruppierung der aufwärts gerichteten Signale zn der Gruppierung für den Bestimmungsort der abwärts gerichtetem Signale einschaltet und daß Wählernetzwerk- "

SteuervbrricliiaiBgeM im -dee- Mähleraetzwerlt die Gruppierung für

den Bestiniinungsort aod- die zeitliche Verteilung der abwärts gerichteten Signale steiem, .

Weitere Vorteile« Herltnale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden am liarad der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Hg. 1 in sclaeanrat-isclier Darstellung den allgemeinen Nutzungsplaca for das Frequenzspektrum eines üblichen Vielfacfe—Ämt»®rtsender-Satelliten mit Global- d

Antennen„ -

Fig. 2 eine sicfeeeatisclie Darstellung des allgemeinen Planes eiaes Saitelliten «it präzise ausgerichteten Empfangs- wm& Senderichts trahlantennen zur wirksamen m&ä Miedernutzung des Spektrums,

Fig. 3 ein BloelkdiiaigraiBei des gesamten Satelliten-Kachrichtenaysteas aater Verwendung eines Bordwählersystems gesraäü dlear vorliegenden Erfindung,

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FIg. %A und. %B die Sende- und Enapfangssignalforiaatlonen bei Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Systems,

Fig. 5A_t' 5B land 5C ira Detail ausgewählte Teile der Signal- ·

formation gemäß de ja Figuren %A sand %8, -. ■ . ..·■

Fig. 6 ein yereinf a elites Blockschaltbild eines . VerteHuage

Wählersystepas gemäß der vorliegeadea Erfindung «and

Fig.« 7 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer weiteren AusführuBgsform des ¥erteilMiigs—

Fig. 1 zeigt einen bekaamteia Yielfacli-Aiitwortsender-Satelllteai Io. Es sei angenommen., daS der Satellit to eine ¥ielzatol iron Antwortsendera 11-1 bis ll-n aiafweist und daß τη. Stationen

im Netzwerk vorgesehen sind. Sellbstverstandlicli ist es niclht erforderlicli, daß genau so viele faitwortseuder als Stationen im Metzwerk vorhanden sind, da verschiedene Stationen über einen einzigen Antwortsender betätigt werden können. Von der Bodenstation komiwende Nachrichtensignale werden d*arch ein© globale Eüipfangsaiatenne 12 aufgefangen, während die zur Bodenstation gerichteten Signale über eine ähnlich aufgebaute Sendeantenne 13 abgestrahlt werden. Da Global-Antenneη verwendet _ werden, Ist bei dleseua herisöarallchen System die WIederbei-mtziang

- der Frequenz nicht möglich. Die rechteckigen Gitter nächst

jeder der Anteaaneaa 12 land 13 veranschaulichen graphisch die JRaiaua- und Frequenzver te lining der Bodenstationen« Die schattierten Flächen In den Gittern zeigen einzelne Bodenstationen an» wobei von dem -System gefordert wird, daß sich zwei Stationen nicht gleichzeitig in bezaag aiaf die verwendete Frequenz üüber— lappen. Hit der Annahme, daß η Bodenstationen entsprechend den η Antwortsendern im Satelliten vorhanden sind und daß .Jede dieser Bodenstationen eine Sendebandweite B aaafweist, ist die gesamate Kaclirichtensatelliten-Bandwelte 2nB. Der Faktor 2

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ist erforderlich, da die Sende- und Empfangebandweiten sich nicht überlappen dürfen.

Fig. 2 zeigt den allgemeinen Plan eines Nachrichtensatelliten 15, welcher präzise ausgerichtete Empfangs- und Sende-Richtstrahlantennen verwendet. Der Satellit 15 umfaßt eine Vielzahl von Antwortsendern 1-6-1 bis l6-n, ähnlich wie im voranstehend beschriebenen System. Im Vergleich zu diesem sind jedoch voneinander getrennte Richtstrahl-Empfangsantennen 17-1 bis 17-n und voneinander separierte Richtstrahl-Sendeantennen l3'-l bis IB-η jedem der Antwortsender 16 zugeordnet. Wie die Spaltengitter nächst den Empfangs- und Sendeantennen veranschaulichen, ermöglicht dieses Satellitensystem eine wirksame Raumauftei- i lung des Spektrums und eine Wiederbenutzung der Frequenzen. Die gesamte durch den Satelliten belegte Bandbreite beträgt nun 2B, so daß das erforderliche Spektrum um den Faktor η im Vergleich zu dem eines Satelliten mit einer Globalantenne verkleinert ist.

Die Benutzung von Richtstrahlen sowohl für den Sende- als auch für den Empfangsvorgang auf dem Satelliten setzt im allgemeinen voraus, daß für jede Bodenstation eine eigene Sende/ Empfangsantenne auf dem Satelliten vorgesehen ist, und da der Funkverkehr über den Satelliten von einer Bodenstation zur anderen geleitet wird, ist ein Satelliten-Verteilungsaystem an Bord erforderlich. "

Fig. 3 zeigt ein Nachrichtensatelliten-System mit einem Satelliten-Bordwählersystem. Ein Satellit 2o weist Richtstrahl-Empfangsantennen 2IA bis 2IG und Richtstrahl-Sendeantennen 22A bis 22G auf. Diese sind auf entsprechende Bodenstationen 23A bis 23G ausgerichtet, wobei jede Bodenstation von der anderen durch eine ausreichend große Distanz getrennt ist, so daß eine Nachrichtenübermittlung mit Hilfe ihrer entsprechenden Richtstrahl-Antennen auf dem Satelliten 2o ohne Überschneidung mit

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anderen Bodenstationen möglich ist. Die durch die Richtstrahl-Antennen 2IA bis 2IG empfangenen Signale werden für die abwärts gerichtete Abstrahlung zn entsprechenden Konvertern und Zwischenfrequenz-Untereinheiten 24A bis 2lG geleitet. Die Ausgangssignale der Konverter und Zwischemfreqiaenz-Üntergruppen
2k gelangen zu einem Zwiscnenfrequenz-Waihlernetzwerk 25» welches die Verteiler-Untereinheit der vorliegenden Erfindung umfaßt. Das Wählernetzwerk 25 ist dazu toestisaiat, von der ursprünglichen Gruppierung zu der endgültigen Gruppierung der
Sprachkanalsegmente umzuschalten. Zur Erläuterung sei beispielsweise angenommen, daß die Bodenstation 1 eine Vielzahl von
zeitlich verteilten oder aufeinanderfolgenden Sprachkanalsögmenten sendet, von denen jedes für eine «jutea? Bodenstationen B, C und G bestimmt ist. Alle Sprachkana1segeente von der Bodenstation A werden durch die RichtetrahlaJitemme 21Λ empfangen.
Es ist dann die Aufgabe des Wählernetzwerkes 2 5, jedes dieser Sprachkanalsegmente entsprechend auf die Sichtstrahl-Sendean-•tennen 22B, 22C und 22G zu verteilen. Dieselben Vorgänge sind auch in bezug auf Übertragungen von den anderen Bodenstatio-
nen erforderlich, so daß beispielsweise der Ausgang des Wählernetzwerkes 25 zu der Richtstrahl-Sejideaiatenne 22A aus
einer Gruppe von Sprachkanalsegmenten besteht, welche für die Station A, von den Bodenstationen B, C umd G kommend, bestimmt ist. Die unterschiedlichen Ausgangssignale des Wählernetzwerkes 25 werden zu den verschiedenen Richtstarahl-Sendeantennen
22A bis 22G mit Hilfe von entsprechenden Konvertern 26Λ bis
26G geleitet.

Eines der mit den Nachrichtensysteraen ujit.«r Verwendung von
exakt ausgerichteten Richtstrahl-Antennen verknüpften Probleme besteht darin, daß die Sendestation im allgemeinen nicht ihre eigenen Übertragungen, wie diese durch di© Satellitenantenne
zurückgestrahlt werden, aufnehmen kann, da das Rückstrahlsignal einen zu geringen Leistungspegel aufweist. Da der Betrieb von Vielfach-Zugriffssystemen mit Zeitteilung entsprechend der
vorliegenden Erfindung eine Impuls-Synchronisation sehr hoher

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Genauigkeit verlangt, ist ein entsprechender Aufwand für die Synchronisation vorzusehen. Bekannte Iiapulesynclironisationsliethoden beruhen auf dem Vergleich der Ankunftszeit eines Referenzsignals mit der Ankunftszeit eines Signals van. einer lokalen Bodenstation, wobei das letztere Signal durch die lokale Bodenstation gesendet wird. Derartige Vergleiche bestimmen dann die Korrekturen, welche für die Sendezeit der lokalen Bodenstation durchgeführt werden müssen, um eine Synchronisation zu erreichen. Diese Vergleiche und Korrekturen hilden die Basis eines geschlossenen jLeitungssysteiss, hei den die Verwendung eines Rückstrahlsignals wesentlich ist· Zur Lösung des Problems der Vie Ifach-Zagriffsve rwendung m±± Zeitteilung von Richtstrahlen ist das Satelliten-Wahlersysteia »it einer Heferenzbodenstatioji synchronisiert und verteilt seinerseits Synchronisations- Informationen zurück an jede Ausgangs-Bodenstation.

3 zeigt einen Demodulator 27 mit Phasenumtastung (PSK-DeiHudolator) , der das Ansgangasignal von einer der lonyerter- und Zwis ehe nfrecpaenz-Untergruppe η 24a bis 2%G über einen Wahlschalter 23 empfängt« Dieser ermöglicht es, daß jede der Bodenstationen als Referenzbodens ta tion vorgesehen werden kann« Der Ausgang des PSK-Beraodulators 27 ist mit eines Synchronisations-Betektor 29 verbanden, welcher seinerseits die Synchronisation des Wählernetzwerkes 25 steuert.

Während des Betriebes des in Fig. 3 gezeigten Systems sendet jede Bodenstation ein kontinuierliches Txägereignal, dessen Modulation im PCJM/TiÄl/CPSK/TDH-Code erfolgt- Dies bedeutet, daß die Sprachkanal-Exngangswerte in Pulszahleneodulation (PCM) kodiert sind und als Zeitmultiplex (TDM) im einem einzigen Vielkanal-Jiachrichtenfluß aufscheinen, der einm Modulator mit kohärenter Pliasenuiatastung (CPSi:) zugeleitet wird, um das Zwischenfrequenzsignal zu modulieren. Da diese PSK-Jlodulatiouen zusätzlich eine Ze it gruppierung infolge ihres Zieles aufweisen vm& eine definierte Rahmen-Periode besitzen,

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kaum dies© flibereodialatiioia seta¹ Wioifal als ein { TDJi 3 ibeselirieiben werdeara. ; Bi© !fecnriclatem—Ülfoertragiuiageaa aller

sind nacia ®iia©« SeJheBia bzw, iaaii'erihalfo eimes syaacihuroaaisiert,, soibald site araf . itare «atsparecfeejadeja

tstralal-EiiJiijpfaaa.igsaiat'e'Biaeiii anaf treffen, läact? , der Herabsetzung- der Freigrenzen «and maclh der Terstärtpuaag diese Sigiiale im. das Satellit'eaa-MäJhlejraetzwerJk 2.5 als, ein scihalteEder Deiaiiodaaiatroir· für das .Z>eit«iltipl<ex; in welclieiiH dear gesaraite Fnaaalorearltelar :fÜ3* einem Bestieinwjigsiojrt aiuf'eimaaa(d©,rf(©l.|geiaid denn Aias.gaaagsvejrsia.vlkear der Au-tesnrae ffer. (diesem BestiiiJinjiiaaa.igsort zugeleitet wird·· Sale tzt nietHt di<e Ewpfaaags.station das Sigmal auaf sand dem auf sie ,gerichteteaa,, wiedertoergesTtellteaa Trägeap» 'we.l(ci»©:r noch i«»er PCH/TeW/CFSl/TPM imeKimliesrt ist» w<oibei das .Ülber-Zeitwultiplex matüirlieSa t^aeile'aaorieaatiert abstelle -voaa IbMe--

gieart ist_s, wie. dies bei dei* dea Satelliten der Fall ist..

Aus den "Voarasr^gelieaadeaa Äiusfiifarataa^geaa ist earsiclatlicla, (da© .iaa dee Sys tee verscthiedeme Symcfer®ajisatioias--Uiit©r®iaah©i1tieaa vior SBMseliem sind» Dies ist -aasaäclhist wejgeta dear Symcliur©mi.ea1ti.©aa deir 'versctoiedeaKemi B©d©sastatl©3ras—WlbieirtaragMjragea aaach eiaaeina Sclheea, s<olbald. diese aaf i)hjr<e eiatspireclheaadejia Satellitem— !RicShtstralhl-Aiittemiiem a«aftreffen, ©.rforderlicla,. Z\ura aiweiteaa sind diese..,Kiaalieiteiia .v©3r?EiiaseIhßan_e weil die ®!O3r«iwaliil(e,ineii3ia©.it rahmeaasyancferoaaisiert seäm inß, ma itore 2eitiriea.faclbif-Sc5aa.lt;-fiaixktioxi eacalst arasfiilaireaa', m &©Baaeaa. Ein weitearesr (GiesAicJhts— pömtkt ist der, daß der CFSK-DewDdsBlat^r Jeder BodmwBtaticon das Träger— nand Zeit-jgebersigaaal Jedes TDM-Se_Lgraient©s wieder luerstiellejn anaß,, (da. dieisce won S©j^m®aa.t :zm Se/giMeaat scliiedlicjh sind» Zialetast Ewa© niocto eine Anzeige iiamerfaiallb Jedes TIDM- Segmentes v©rges«lwBii wierdeau,, vm feste te lie m sm w© die erst© ÜJacnricJiteaaeinlheilb' lbs;*?» (das erst© Bit dies ere tem Eanalzeita'ibsctenittes

2mm Erreichem dieser Syiachronisation. wird (das iaa Fig» 4tA gezeigte,, am Satelliten ,gerichtete - Foitnat ^earweaadet „ w©lc)h©s ·

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das in Fig. kB gezeigte, zu den Bodenstationen abgestrahlte Format ergibt. Jede Zeile in Fig. kh stellt eine Übertragung einer einzelnen Bodenstation dar und erscheint zeitgleich mit den anderen. Zur Erklärung des Übertragungsformats sei zunächst angenommen, daß die Station A als Referenzstation für die Rahmensynchronisation vorgesehen ist. In diesem Fall zeigt das erste Segment des Übertragungsformats der Bodenstation A eine !urzperiode S_R, welche vor allem ein Codewort für die Korrelationsfeststellung durch alle Stationen und den Satelliten beinhaltet. Während dieses Rahmenabschnittes senden die übrigen Stationen, die nicht Referenzstationen sind, ein unraoduliertes Trägersignal C aus. Der nächste Abschnitt des Forma- ä tes ist gleichfalls für die Synchronisation vorgesehen. In diesem Fall senden alle Bodenstationen ihre stationseigenen Identifikations-Codeworte aus, welche in Fig. kA durch die Bezugszeichen S, bis S^ dargestellt sind. Für die Bezugsstation A ist dieser Vorgang nicht erforderlich, ist jedoch aus Gründen der Einheitlichkeit ebenfalls in Fig. kA dargestellt.

Bis zu diesem Zeitpunkt ist in dem Sendeformat noch keine Sprachinfortna tion enthalten. Nach den beiden kurzen Synchronisationsabschnitten folgen die richtungsorientierten, zeitgeteilten Gruppierungen der Sprachkanaldaten. Bei dem in Fig. 4A gezeigten Beispiel sind diese Segmente gleichlang und von glei- , eher Kapazität. Sollte eine bestimmte Bodenstation mehr Nach- * richtenverkehr als eine andere Bodenstation aufweisen, so kann ihr die Kapazität eines Segmentes, zweier oder mehrerer Segmente zugewiesen werden. Wie beispielsweise in Fig. ^A gezeigt ist, hat die Bodenstation A zwei Segmente der Station B zugeteilt. In gleicher Weise hat die Station B zwei Segmente der Bodenstation A zugewiesen. In diesem Zusammenhang ist in bezug auf den Sprechverkehr festzustellen, daß die Anzahl der Kanäle, die von einer Station einer anderen zugewiesen werden, gleich der Anzahl der Ruckstrahlkanäle von dieser Station ist. Im übrigen ist es nicht erforderlich, daß alle Segmente gleichlang sind.

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An Bord des Satelliten ist das Wähler-Untersystetn synchronisiert,, um durch das Refereiizsynchronisatioiissegment das Schema der Übertragung von der Bodenstation A zu empfangen. Hochfrequenz-Schalter in dem Satelliten 2o sind durch eine an Bord befindliche logische Einheit programmiert, um zunächst das Synchronisationssegment der Referenzstation gleichzeitig zu allen Ausgangsverstärkern zu leiten. Anschließend verbinden die Hochfrequenz-Schalter die betreffenden Eingänge direkt mit den Ausgangs-.Richtstrahlen über die dazugehörigen Verstärker und Konverter, in Übereinstimmung mit der Sendestation für die Stationsidentif ikations-Segtnente, so daß beispielsweise die Station B das Identifikations-Codewort für die Station B empfängt. Auf diese Weise empfängt Jede Station das Referenzsegment der Übertragung von der Station A₁ gefolgt durch das Identifikations-Codewort. Diese zeitlich verteilte Rückkehr der ausgehenden Signale löst das Problem der Richtstrahl-Synchronisation. Jede Station kann, indem sie sowohl das Referenz-Codewort als auch ihr eigenes Codewort empfangt, ihre Übertragungen steuern, um eine Rahmensynchronisation zu erhalten. *

Anschließend richtet das Wähler-Untersystem 25 die sich nicht überlappenden Segmente, für den Sprachverkehr für jede Station auf den Satelliten-Ausgangsrichtstrahl, der zu der betreffenden Station gehört, wie dies in Fig. kB gezeigt ist. Dies bedeutet, daß alle Segmente, die für die Station A bestimmt waren, wie dies beispielsweise in dem Übertragungsfprmat gemäß Fig. ΊΑ gezeigt ist, nun in Fig. kB gemeinsam gruppiert sind.

In Fig. 5A, 5B und 5C sind Details der Segmentformate dargestellt. Es werden zwei Typen von Segmenten in dem System verwendet. Bei dem ersten Typ handelt es sich um die Rahmen-Synchronisationssegmente wie S_n und S bis S_n, während dem zweiten Typ die Sprachkanalsegmente entsprechen. Die Figuren 5A und 5B zeigen das Referenz-Synchronisationssegment und das individuelle Stations-Synchronisationssegmont, während in

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Fig. 5C das Spra cbkanalseginent «targestellt i*t. Da alle Segmente im wesentlichen relativ zueinander inkohärent in beäug auf die Träger- and Zeitgebersignale sind, muß der Anfangsteil jedes Segeentes für eine kurze Einleitung der Trägerund Zeitgeber-Wiederherstellung eingerichtet sein. Dazu sind, wie in den Figuren 5A» 5B und 5C gezeigt ist, 25 Nachrichteneinheiten (Bits) bereitgestellt. Aus einem ähnlichen Grund ist wegen der Mehrdeutigkeit in dem Rahmensynchronisationsuntersystem eine kurze Zeitperiode von etwa 3 Bits zu Beginn eines Segmentes "vorgesehen,, wodurch verhindert "Wird, daß die Sehalteinsehwingvorgänge wesentliche Teile der Segmente beeinträchtigen,. Aus den Figuren 5A und 5B ist ersichtlich, daß das Codewort für das Meferenzseginent länger ist als das für das Stations—Ideiitif ikationssegment, was wegen den größeren Schwie rigkeiten bei seiner Feststellung erforderlich ist. Das Sprach kanals egment in Fig. 5C beinhaltet ein kurzes Codewort zur Anzeige des Beginns der Sprachkanalinformation·

Fig. 6 zeigt das Verteiler-Wählernetzwerk 25 entsprechend der Erfindung« Um eine wirklich flexible Annäherung an die Verteilung des einfco«»e»den Signals zu erhalten, ist das an Bord befindliche Verteiler—Wählernetzwerk 25 geeignet, sowohl die Gruppierung für den Bestienrangsort als auch die Zeitverteilung zu ändern, wie im folgenden noch näher erläutert werden wird. Zur Beschreibung der Wirkungsweise sei angenommen, daß jeder von acht Stationen zehn Segmente zugewiesen sind, zwei für die Synchronisation und acht für die Sprachübermittlung. Die acht frequenzmäßig herabgesetzten Antwortsender-Signale werden durch eine Vielzahl von Hochfrequenz-Schaltern, wie beispielsweise DPST PiN Schalter, zu den dazugehörigen Ausgangsverstärkern und -antennen geleitet. In einer dieser Schaltanordnungen 3o sind die Schalter schematisch als Heiaiskontakte dargestellt . Insgesamt sind acht solcher Anordnungen vorgesehen,, nämlich Je eine für jede Bodenstation. Die Reihenfolge, in der die acht Eingänge jeder Anordnung zu dem Ausgang geleitet wird, kontrolliert ein 3o-Bit-Speicher 31· Dieses Speicher-

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register 31, dessen Inhalt auf Befehl geändert werden kann, ist logisch in zehn 3-Dit-Segmente unterteilt. Jedes dieser 3-Bit-Segmehte enthält die Schaltinforniation für ein Sprachkanalsegment. Dies bedeutet beispielsweise, daß die ersten drei Bits des Registers 31 entsprechend mit den Eingängen der UND-Schaltungen 32, 33, 3At verbunden sind. Die zweiten Eingänge jeder der UND-Schaltungen 32, 33, 34 sind mit einer gemeinsamen Signalauswertungs-Leitung verbunden. Die Ausgänge der UND-Schaltungen 32, 33, 34 sind zu entsprechenden Eingängen von ODER-Schaltungen 35, 36, 37 geleitet. Sowie die UND-Schaltungen 32, 33 und 34 einen Auftastimpuls erhalten, wird ein 3-Bit-Codewort aus dem Register 31 zu den ODER-Schaltungen 35, 36 und 37 übergeleitet. In ähnlicher Weise wird jedes der zehn 3-Bit-Codeworte im Register 31 aufeinanderfolgend durch die ODER-Schaltungen 35, 36 und 37 geleitet. Die Ausgänge der ODER-Schaltungen 35» 36 und 37 werden für die Kontrolle der PiN Schalter verwendet, wie dies durch die gestrichelten Linien in Fig. 6 angedeutet ist.

Die Wähl- oder Schaltzeit wird durch ein Verschlüeselungs-Schieberegister oder einen zehnstufigen Ringzähler 38 gesteuert. Im gelöschten Zustand enthält der Ringzähler 38 die Binärzahl 1 in seiner ersten Stufe und die binären Zahlen O in den übrigen Stufen. Die zehn Ausgänge des Ringzählers 38 umfassen zehn Signalauswertungsle"itungen, welche mit den zehn Gruppen zu je drei UND-Schaltungen verbunden sind, von denen die UND-Schaltungen 32, 33 und 34 beispielsweise eine Gruppe bilden. Die Verschiebung einer einzelnen Binärzahl 1 von der ersten zu den nachfolgenden Stufen im Ringzähler 3& dient dazu, aufeinanderfolgend die 3-Bit-Segmente für den Bestimmungsort von dem Speicherregister 31 in die Schaltanordnung 3o einzuspeisen.

Das Verschieben in· Ringzähler 3Ö ist gleichfalls über zehn 3o-Bit-Verschlüsselungsregister 39-1 bis 39-lo befehlsabhängig steuerbar, wobei jedes der Verschlüsselungsregister 39 einen von tausend möglichen Zuständen decodiert. Jedes Verschlüsse-

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längsregister 39-1 bis 39-lo kann als Speicherregister zusammen mit einer Decodierungsmatrxx kombiniert sein, so daß ein einzelner Impulsausgang erhalten wird, wenn eine binäre Eingangszahl gleich der in dem Register gespeicherten Binärzahl ist. Dio einzelnen Ausgangsimpulse jedes der Register 39-1 bis 39-Io werden in einer ODER-Schaltung 4o mit zehn Eingängen zusammengefaßt, um den Verschiebungsxmpuls für den Ringzähler 38 zu erzeugen. Der Ausgang der ODER-Schaltung 4o weist zehn Inipulsausgänge entsprechend den zehn Segmenten des Ringzählers 3o auf.

Die Eingangsimpulse zu den Registern 39-1 bis 39-Io kommen f

von einem dekadischen Zähler 41, der aus einer EINER-Dekade 'i2, einer ZEHNER-Dekade 43 und einer HUNDERTER-DEKADE 44 besteht. Der Zähler 41 erhält als Eingangsgröße den Ausgangsinipuls eines Frequenzteilers 45, welcher wiederum von einem Hauptzeitgeberwerk 46 die Impulse empfängt. Aus den voranstehenden Ausführungen ist zu entnehmen, daß, sobald die Zählung im Zähler 41 gespeichert wird, der Ausgangswert des Zählers hl fortlaufend mit den in jedem der Register 39-1 bis 39-lo gcspejcherten Zahlen verglichen wird.

Dn es für das Verteiler-Wählernetzwerk 25 notwendig ist, seinen Inhalt weitcrzuleiten, sind Vorrichtungen zur Synchronisa- λ tion des einkommenden Rofurenz-Synchronisationsinipulses vorgesehen. Hierzu wird das Signal der Referenzstation dem Demodulator 47 i-iit Phasenumtastung (PSK-Üemodulator) zugeleitet. Das detnodulicrto Signal wird anschließend durch ein Schieberegister 4Ii zur- Feststellung dor Korrelation des Referenz-Synchronisations-Codewortes zu einem Korrelations-Detektor 49 geleitet. Dieser kann aus einer einfachen Decodiorungs-Matrix bestehen, in welcher das Synchronisations-Codewort eingearbeitet ist. Der Korrolatione-Ausgangsimpuls dos Detektors 49 löst anschließend die Rückstellung des Ringzählers 38 und des Dokadonzählora 41 aus.

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Anstelle der voranstehend beschriebenen Anordnung ist eine Anzahl von weiteren Ausführungsformen möglich. So kann zunächst das Speicherregister 31, von welchem nur eines in der Ausführungsform gemäß Fig. 6 erforderlich ist, derart ausgebildet sein, daß ein Register pro Schaltanordnung vorgesehen wird, wodurch voneinander vollständig unabhängige Formate für jede Funkstation verwendet werden können. Des weiteren ist es auch denkbar, daß das Referenz-Synchronisationssegment im Satelliten selbst als eine Größe des Verteiler-Wählernetzes 25 erzeugt wird. Dies würde darauf hinauslaufen, daß der komplexe Demodulator k7 mit Phasenumtastung durch einen wesentlich einfacheren Modulator mit Phasenumtastung ersetzt werden könnte. Bei einer weiteren Variante könnte die Verwendung von zwei oder mehr Stationen pro Richtstrahl vorgesehen werden. In diesem Fall können die Stationen im Multiplex-Zugriff, zusätzlich zu dem für den Zielort vorgesehenen Multiplexverfahren, mit dem durch die Ausgangsstation innerhalb des Strahlers gruppierten in Richtung des Satelliten abgestrahlten Formates arbeiten. Eine Station kann auch nur ein Segment verwenden, welches dann jedoch nicht als ein Segment zu seinem Bestimmungsort weitergeleitet wird _t sondern durch verschiedene Ausgangsstrahlen zu einer Anzahl von Stationen gelangt.

Eine weitere Ausführungsform des Wählersystems ist in Fig. 7 gezeigt. Anstelle von acht Schaltzweigen 3o, wie in Fig. 6, ist eine einzige 8x8 Schaltmatrix 5o mit Zeitmultiplex vorgesehen. Es wird wieder angenommen, daß acht Stationen vorhanden sind. Es ist selbstverständlich, daß die Abmessungen bzw, die Größe der Matrix von der Anzahl der vorhandenen Stationen abhängig ist. Jeder Kreis 52 an den Anschlußstellen der Matrix stellt einen Hochfrequenz-Schalter dar, welcher als einen Eingang eine korrespondierende Reihenleitung aufweist. Die Ausgänge aller Ilochfrequenzschalter einer einzelnen Spalte sind zu einer einzigen Ausgangsleitung zusammengefaßt. Die verschiedenen Ilochfrequenzschalter 52 werden durch Übersetzer 53-1 bis 53-8 gesteuert, von denen jeweils einer pro Spalte der Matrix

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vorgesehen ist. Die Übersetzer 53 haben acht Ausgangsleitungen, von denen jede mit einem der dazugehörigen Hochfrequenzschalter 52 in ihrer betreffenden Spalte verknüpft ist. Zehn Impulse werden über diese acht Ausgangsleitungen entsprechend don zehn Sprachkanalsegmejiten verteilt. Es versteht sich von selbst, daß die Zahl von zehn Sprachkanalsegmenten vollkommen willkürlich gewühlt ist.

Jeder der Übersetzer 53-1 bis 53-ß empfängt den Ausgang eines zyklischen Zugriffs-Speichers 54-1 bis 54-8. Die Speicher 54-1 bis 5¹I-C) können beispielsweise rezirkulierende Schieberegister sein, welche beim Ansprechen auf die von dem Hauptzeitgeberwerk 55 einkoimnenden Zeitsignale drei Stellen ver- \ schieben. Xacli jeder Verschiebung ist ein 3-Bit—Codewort in den entsprechenden Umsetzern 53-1 bis 53-8 vorhanden, von welchen sich jedes auf einen bestimmten Hochfrequenz-Schalter 52 in den entsprechenden Spalten der Matrix 5o bezieht. Die Gruppierung für den Bestimmungsort ist daher durch die Reihenfolge der 3 Bit-Codeworte in den Speichern ^k-Ί bis 5^-8 festgelegt. Die Zeitverteilungen dieser Gruppierungen können durch die Anzahl der aufeinanderfolgenden Wiederholungen eines 3-Bit-Codewortes in dem Speicher bestimmt werden. Sowohl die Reihenfolge der 3-Bit-Codeworte als auch die Anzahl dor aufeinanderfolgenden Wiederholungen derselben in den Speichern 43-1 bis 54-8 kann durch die von dem Satelliten-Befehlsuntersystem kommende Information gesteuert werden.

Die bisherige Beschreibung der Erfindung bezieht sich im wesentlichen auf einen Nachrichtensatelliten, der sowohl kichtstrahl-Sendeals auch -empfangsantennen besitzt. Es ist jedoch auch möglich, die vorliegende Erfindung in einem Nachrichten-Satelliten zu verwenden, welcher eine Global-Empfangsantenne und eine Anzahl von Richtstrahl-Sendeantennen aufweist. In einem derartigen System muß das Eingangsfrequenz-Spektrum die Bandbreite Bn wie in herkömmlichen bekannten j'Cachrichtensntelliten-Systemen besitzen. Des weiteren müssen

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BAD GHfGfNAL

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dio eintreffenden, unterschiedlichen Signale entweder mit Hilfe der Frequenzaufteilung oder der zeitlichen Verteilung voneinander getrennt werden. Die ausgesandte Bandbreite des Systems wäre dann gleich B, Dies bedeutet, daß die gesamte Bandbreite des Nachrichtensatelliten-Systems D (n + 1) beträgt, wodurch sich eine Verminderung der gesamten Systerabandbreite um den Faktor ' ergibt. Obwohl diese Reduzierung nicht so groß ist wie diejenige in einem ausschließlich mit Richtstrahl-Antennen arbeitenden System, ist sie trotzdem beachtlich.

Aus den voranstehenden Ausführungen ist zu erkennen, daß eine Vielzahl weiterer Anordnungen und Ausführung»formeη möglich ist, welche gleichfalls innerhalb dos Rahmens des offenbarten Erfindungsgedaiikens liegen.

Ansprüche ί

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Claims

- 17 Ansprüche

f1.) Bordwählersystem für Satelliten, die im Milliroetor-Wellen-IHngenbereich arbeiten, dadurch gekennzeichnet , daß Eingangsvorrichtungen (21, 24) für die Trennung der einkoinmenden in Richtung Satelliten (2o) gekoppelten Signale vorgesehen sind, des weiteren Ausgangsvorrichtungen (22, 26) für die gezielte Übertragung der abwärts gerichteten Signale, wobei ein Wählernetzwerk (25) zwischen den Eingangs- (21, 24) und den Ausgangsvorrichtungen (22, 26) angeordnet ist, welches von der ursprünglichen Gruppierung der aufwärts gerichteten Signale zu der Gruppierung für den Bestimmungsort der abwärts gerichteten Signale umschaltet, und daß Wählernetzwerk-Steuervorrichtungen (31-41) in dem Wählernetzwerk (25) die Gruppierung für den Bestimmungsort und die zeitliche Verteilung der abwärts gerichteten Signale steuern.
2. Satelliten-Bordwählersystem gemäß Anspruch 1, d a -

durch gekennzeichnet, daß die Wählernetzwerk-Steuervorrichtungen (31-41) zur Änderung der Gruppierung für den Bestimmungsort und der zeitlichen Verteilung veränderbar ausgebildet sind.
3. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die Ausgangsvorrichtungen (22, 26) Richtstrahl-Sendeantennen (22) umfassen.
4. Sntelliten-iiordwählersystein nach Anspruch 3, d a durch gekennzeichnet, daß sowohl die Eingangs- (21, 24) als auch die Ausgangsvorrichtungen (22, 26) Richtstrahl-Empfangs- (21) bzw. -Sendeantennen (22) aufwe ί sen.

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BAD
5. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Synchronisationsvorrichtungen (47, 48, 49) mit den Wählernetzwerk-Steuervorrichtungen (31-41) zur Rahmensynchronisation derselben verbunden sind.
6.. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 5» d a durch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsvorrichtungen (47, 48, 49) eine Detektorvorrichtung (49) im Satelliten (2o) für die Feststellung eines Referenzsynchronisetions-Codewortes umfassen.
7. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wählernetzwerk (25) eine Vielzahl von Schaltzweigen (3o) aufweist, deren Anzahl gleich der Zahl der ursprünglich gruppierten aufwärts gerichteten Signale ist, wobei jeder der Schaltzweige (3°) einen Eingang für jedes der aufwärts gerichteten Signale und einen einzigen Ausgang für ein entsprechendes der in Richtung Bodenstation abwärts gerichteten Signale aufweist.
8. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die

W Wählernetzwerk-Steuorvorrichtungen (31-41) ein Speicherregister (31) mit einer Vielzahl von gespeicherten Codeworten aufweist, wobei jedes Codewort für sich den Zugang zu einer Leitung für einen Bestimmungsort in den Schaltzweigen (3o) festlegt und Verschlüsselungsvorrichtungen (32-41) mit dem Speicherregister (31) verbunden eind, um die Codeworte zu den Schaltzweigen (3o) wahlweise zu leiten.
9· Satelliten-Bordwählersysteiu nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß die Verachlüsselungavorrichtungen (32-4l) einen Ringzähler (38),

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mit dem Speicherregister (31) verbundene Torschaltungen (32-34, 35-37) aufweisen, welche durch den Kingzähler (38) für die wahlweise Verschiebung der Codeworte gesteuert sind, sowie eine Vielzahl von Verschlüsselungsregistern (39).., deren Ausgänge mdt dem Ringzähler (38) verbunden sind, um die Verschiebung dessen Inhalts zu steuern und einen Zähler (¹H)₁ dessen Ausgang mit jedem der Speicherregister (39) verbunden ist, welche dann Ausgangswerte liefern, wenn ihre betreffenden Inhalte gleich der akkumulierten Zählung in dem Zähler (41-) sind.
10. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Verschlüsselungsrägister (39) gleich der Anzahl der Zeitabschnitte der auf- und abwärts gerichteten Signale ist·
11. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch Io, d a du r c h g e k e η η ζ eich η e t , daß die Inhalte des Speicherregisters (31) und der Verschlüsselungsregister (39) veränderlich sind, so daß eine Änderung der Gruppierung für den Bestimmungsort und der zeitlichen Verteilung der abwärts gerichteten Signale möglich ist.
12. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch lo, dadurch gekennzeichnet , daß Synchronisationsmittel (47, 48, 49) mit dem Ringzähler (38) und dem Zähler (4l) für die Rahmensynchronisation der Wählernetzwerk-Steuervorrichtungen (31-4l) verbunden sind.
13· Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsmittel (47, 48, 49) einen Korrelationsdetektor (49) im Satelliten zur Feststellung des Referenz-Synchronisations-Codewortes umfassen, wobei der Detektor

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— 2o —

(49) einen Rückstellimpuls für den Ringzähler (3Ö) und den Zähler (4l) liefert.
14. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsvorrichtungen (22, 26) Richtstrahl-Sendeantennen (22) aufweisen.
15· Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Eingangs- (21, 24) als auch die Ausgangsmittel (22, 26) Richtstrahl-Empfangs-·(21) bzw. -Sendeantennen (22) umfassen.
16. Satelliten-Bordwählersystetn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wählersystem (25) eine rechteckige Schaltmatrix mit einer Vielzahl von Eingängen aufweist, deren Anzahl gleich der Anzahl der anfänglich vorhandenen aufwärts gerichteten Signale ist und daß die Anzahl der Ausgänge der Schaltmatrix gleich der Anzahl der zum Bestimmungsort abwärts gerichteten Signale entspricht.
17· Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltmatrix eine Vielzahl von UND-Schaltungen umfaßt, die an den betreffenden Anschlüssen der Matrix angeordnet sind, wobei ein Eingang von jeder dieser UND-Schaltungen in einer Einzelreihe mit einem einzigen der vielfach vorhandenen Eingänge der Matrix verbunden ist und die Ausgänge von jeder UND-Schaltung in einer Spalte mit einem einzigen der vielfach vorhandenen Ausgänge der Matrix verbunden sind.
18. Satelliten-Dordwählersystem nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß die

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Schaltsteuermittel aus einer Vielzahl von zyklischen Zugriffsspeichern (5'0 besteht, deren Anzahl gleich der Anzahl der Spalten der Matrix ist, wobei jeder Speicher (5'i) eine Vielzahl von Mehrfach-Bit-Codeworten speichert, von denen jedes für sich eine einzelne UND-Schaltung in einer betreffenden Spalte der Matrix definiert, und daß eine Vielzahl von Umsetzern (53) vorgesehen ist, von denen jeder mit einem der Speicher (5^) verbunden ist und eine Anzahl von Ausgängen aufweist, die gleich der Zahl der UND-Schaltungen in seiner betreffenden Spalte der Matrix entspricht, wobei die Umsetzer (53) mit den UND-Schaltungen verbunden sind, so daß die UND-Schaltungen durch die Codeworte wahlweise steuerbar sind.
19· Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zyklischen Zugriffsspeicher (5^) die Codeworte in der Reihenfolge der Gruppierung für den Bestimmungsort der abwärts gerichteten Signale speichern.
20. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zyklischen Zugriffsspeicher (5^lk) die zeitliche Verteilung der abwärts gerichteten Signale durch die aufeinanderfolgende Wiederholung der gespeicherten Codeworte bestimmen, ä
21. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 2o, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherinhalte der zyklischen Zugriffsspeicher (54) veränderlich sind, so daß die Gruppierung für den Bestimmungsort und die zeitliche Verteilung der abwärts gerichteten Signale wählbar sind.
22. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsmittel Richtstrahl-Sendeantennen (22) aufweisen.

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23. Satelliten-Bordwählersystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangsvorrichtungen aus Richtstrahl-Empfangs- (21) bzw. -Sendeantennen (22) bestehen.

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