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Funk-Nachrichtenübertragungss ystem mit
Die Erfindung bezieht sich auf ein Funk-Nachrichtenübertragungssystem mit einer
Relaisstation (Transponder).
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Es gibt zwei Arten von drahtlosen Nachrichtenübertrazungssystemen,
die von mehreren gleichberechtigten, über dem Horizont liegenden Endstellen Gebrauch
machen. Es handelt sich dabei um Überhornzont-Funk-Nachrichtentübertragungssysteme
und Satelliten-Funk-Nachrichtenübertragungssysteme. Sind verschiedene Bergstationen
vorgesehen, dan muß mehr als eine Station im interessierenden Gebiet zu einem angepaßten
Betrieb fähig sein, wenn ein Pachrj~chtenübertra:unasnetz für wechselseitigen Verkehr
innerhalb eines geringen Umkreises von einigen hundert -Kilometern verwirklicht
werden soll. (In dem Fall, in dem mehr als zwei Bergstationen zur Verfügung stehen,
werden für eine wechselseitige Funkverbindung bei einem bekannten Funk-Nachrichtenübertragungssystem
dieser Art sämtliche Bergstationen wie eine Bergstation benutzt.) Ist ein Zugriff
zur nächsten Bergstation vorhanden - diese Stationen sind über das Kommunikationsgebiet
verteilt - dann wird die Frequenz des ankommenden Signals umgesetzt und das Signal
wieder abgestrahlt und zwar von zu einer Gruppe zusammengeschlossenen Bergstationen.
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Auf diese Gleise ist es möglich, in wirtschaftlicher Weise einen wechselseitigen
Nachrichtenübertragungsverkehr mit einer gewünschen Station durchzuführen. Die vorerwähnte
Relaiss-Bergrstation wird also in einem solchen Falle die ankommenden Signale ohne
Unterscheidung vereinigen, umsetzen, verstärken und anschließend wieder abstrahlen.
Jede Endstation wählt einen freien Übertragungskanal aus und führt die Nachrichtenübertragung
mit irgendwelchen willkürliehen Stationen durch.
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Die bekannten Nachrichtenübertragungssysteme, die von dieser Art eines
Multiplexzugriffsystems Gebrauch machen, sind im folgenden aufgeführt. Sie verwenden
als Relaiss-tation,en Setelliten.
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(i) Einkanal FM-FDMA-Nachrichtenübertagungssystem (STAR-System) (il)
Einkanal PCM-PSK-FJ)M4-System (SPADE-System) (iii) TDM-PCJ{-PSK-TDSIS-System (MAT-I-System)
In allen diesen genannten Systemen werden die Signale in der Relaisstation gemeinsam
verstärkt. Es ist daher wünschenswert, werden der von den Übertagungseigenschaften
der Übertragungsstrecke abhängige Empfangssignalpegel soweit als möglich gleich
bleibt. Es ist ferner für einer einwandfreien getrieb im Hinblick auf die verwendeten
Frequenzen wünschenswert, daß die von jeder Station benutzten unterschiedlichen
Radiofrequenzen im Verkehr zwischen den Stationen genau eingehalten werden Bei den
vorerwahnten Satelliten-Nachrichtenübertragungssystemen treten vergleichsweise nur
gerlnge Fadings auf, weil sich die Radiowellen im wesentlichen senkrecht durch die
Atmosphärenhülle hindurch fortpflanzen. Außerdem läßt sich die Stabilisierung der
Frequenzen in großen Erdstationen wirtschaftlich durchführen. Im Gegensatz hierzu
können bei einer Nachrichtenübertragung in einem begrenzten Umkreis mit Hilfe der
vorgenannten Bergstationen als Relaisstationen die durch Fading hervorgerufenen
Pegelschwankunen nicht vernachlässigt werden.
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Deshalb ist es wIchtig, daß die Prenuenzen bei geringem Aufwand mit
der zu fördernden Genauigkeit erzeugt werden können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein Nachrichten~ übertragungssystem
der genannten Art die geschilderten Schwierigkeiten zu überwinden.
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Ausgehend von einem Funkübertragungssystem mit einer Relaisstation
(Transnonder), in dem die Relaisstation (Bergstation oder Satellit) für gemeinsame
Verstärkung und Modulation unter Vielfachzugriff vorgesehen ist, wird diese Aufgabe
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die insbesondere durch Fading hervorgerufenen
Signalpegeländerungen am Eingang der Relaisstation dadurch ausgeglichen sind, daß
die Senderausgangsleistung jeder Endstelle mit Hilfe eines von der Relaisstation
ausgesandten und auf jeder Endstelle empfangenen Pilotsignals geregelt ist.
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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll
die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten
Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines Nachrichtenilbertragungssystems nach der Erfindung,
Fig. 2 die Blockschaltbilder einer Endstation und einer Relaisstation nach der Erfindung.
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In Fig. 1 bedeuten A, B und C Endstationen und M1, M2...Mn als Relaisstationen
ausgeführte Bergstationen. Die Anzahl der End- und der Bergstationen kann natürlich
beliebig groß sein.
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Im allgemeinen werden Mn Bergstationen vorhanden sein. Die von jeder
der Endstationen A, B und C zu den Bergstationen Mi und M2 benutzte Frequenz sei
Fu und die zur Übertragung von den Bergstationen zu jeder der Endstation A,B und
C benutzte Frequenz sei mit Fd bezeibhnet. Im allgemeinen sind in jedem Falle die
Voraussetzungen für das Auftreten eines Fadingsim Bereich der Übertragungsstrecken
zwischen A und M1, B und M1 und C und M2 verschieden. Um den Pegel für das von der
Bergstation Ml oder M2 empfangene Signal konstant zu halten, ist es sinnvoll, den
Ausgangspegel des zu sendenden Signale in Abhängigkeit des Fadens bei der Frequenz
Fu in i'bertragungsrichtung von A->M1, B->M1 und C->M2 neben der Regelung
des Anfangsausgangspegels hinsIchtlich der Entfernungen zwischen A und M1, B und
Ml und C und M2 zu regeln.
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Durch die Verwendung eines von den Bergstationen M1, ,M2... Mn ausgesendeten
Pilotsignals mit vorgegebenem Pegel für jede der Endstation A, B und C kann in jeder
der Endstationen A, B und C die Größe des Fadings bei der Frequenz Fd längs der
Übertragungsstrecke von Mi nach A, Ml nach B und von M2 hach 0 bestimmt werden.
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Zum Beispiel wird das von der Endstation A mit der Frequenz Fu ausgesendete
Signal in der Bergstation Mi oder M2 freauenzmäßig umgesetzt und mit der Frequenz
Fd wieder ausgesandt. Die genannte Endstation t somit. wiederum das von ihr selbst
ausgesandte Signal. Sofern dieses empfangene Signal durch Pegelschwankungen auf
der Übertragungsstrecke von A nach Ml (Fu) und von M1 nach A (Fd) beeinflußt wird,
lassen sich die Dämpfungsänderungen auf der Übertragungsstrecke von A nach Mi (Fu)
von diesem empfangenen Signal ableiten. Die Schwankungsinformation auf der Übertragungsstrecke
von M1 nach A (Fd) laßt sich aus dem emDfangenen Pilot signal gewinnen. Somit kann
der vorgenannte Mangel dadurch behoben werden, daß mit Hilfe einer automatischen
Steuerung die Dämpfungsschwankung des örtlich sendeseitigen Signalpegels an der
Endstation 4 kompensiert wird. Durch die Anwendung dieser Maßnahme auf jeder der
Endstationen-4B und C und gegebenenfalls weiterer Endstationen kann der von den
Bergstationen Ml, M2 ... Mn empfangene Signalpegel ausgeglichen und dadurch das
NebensDrechen innerhalb des gemeinsamen Verstärkers herabgesetzt werden. Gleichzeitig
kann die relative Genauigkeit der Frequenzen der einzelnen Stationen leicht dadurch
verbe.ssFert werden, daß die Frequenzsynchronisation auf jeder Endstatin mit Hilfe
der Frequenz des Pilotsignals als Bezugsrreouenz durchgeführt wird. Damit wird erreicht,
daß der Abstand zwischen benachbarten Kanälen weitzehend dem theoretisch möglichen
Mindestabst2nd angenähert werden kann.
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Ein als Blockschaltbild ausgeführtes Ausführungsbeispiel nach der
Erfindung ist in Fig. 2 dargetellt. Das im Vorstehenden geschilderte System ipt
ffir den Gebrauch als Vielfachzugriffsmechanismus
geeignet, welcher
die Ersatzübertragungsstrecke auswählt. Das System ist hier jedoch nicht in seiner
Gesamtheit dargestellt, da der Vielfachzugriffsmechanismus mit der Erfindung nicht
unmittelbar in Beziehung steht.
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In Fig. 2 ist der Kanal II der Ersatzkanal innerhalb der Endstation.
Das ausgesendete Signal wird im sendeseitigen Modulator 1 moduliert, im Leistungsverstärker
2 verstärkt und über die Filterweiche 3 und die Antenne mit der Frequenz Pu für
Aufwärtsrichtung abgestrahlt. Auf der Bergstation werden die Radiowellen dieser
Endstation empfangen und über das Filter 10 dem Frequenzumsetzer 11 zugeführt, der
das empfangene Signal zu dessen besseren Verstärkung in eine geeignete Frequenz
umsetzt.
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Das umgesetzte Signal wird anschließend im Verstärker 12 verstärkt,
frequenzmäßig in die Frequenz Fd für Abwärtsrichtung im Frequenzumsetzer 13 umgesetzt,
im Leistungsverstärker 14 verstärkt und über die Filterweiche 10 von der Antenne
abgestrahlt.
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Gleichzeitig wird das Pilot signal ständig in Abwärtsrichtung ausgestrahlt.
Dies geschieht dadurch, daß der Ausgang des sendeseitigen örtlichen Senders 15 vom
Pilotsender 18 mit Hilfe des Modulators 19 moduliert wird. Der weitere Oszillator
16 und der Frequenzumsetzer 17 dienen als örtlicher Empfangsumsetzoszillator, der
unter anderem zur Gewährleistung des vorgegebenen Frequenzabstandes des sendeseitigen
örtlichen Umsetzoszillators 15 mit verwendet ist.
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Von der vorerwähnten Berg-Relaisstation werden Radiowellen auf der
Endstation empfangen. Die Frequenzen dieser Wellen werden durch den empfangs,seitigen
Frequenzumsetzer 4, dem sie über die Filterweiche 3 z,llgeführt werden, umgesetzt
und ansenließend im Demodulator 5 demoduliert. Hier werden einerseits das Pilotsignal
und andererseits das in Kanal II ursprünglich ausgesendete Signal voneinander getrennt.
Mit Hilfe des Pegel-Differenz detektors 6 werden -die Pegelschwankungen der Aufwärtsstrecke
abgeleitet und hiermit der Ausgangspegel des beistungs-zerstarkers 2 gesteuert.
Ferner dient das Pilotsignal dem Synthesizer 7 als
Bezugsfrequenz,
über den der sendeseitige und der emnfangsseitige örtliche Oszillator 8 und 9 gesteuert
werden. Auf diese Weise kann ede Endstation von der Bergstation als Bezugsfrequenzstation
synchronisiert werden. In Fig. 2 ist der Pall dargestellt, in dem das Signal von
der Gegenstation im Kanal IV gehende wird.
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Die vorliegende Erfindung ist, wie beschrieben, in der Tage, Schwankungen
des Pegels des von einer Relaisstation (Transnonder) empfangenen Signals zu unterdrücken
und störendes Nebensprechen wirksam zu unterdrücken.
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2 Patentansprüche 2 Figuren