DE2105441C

DE2105441C - Radio communication system with a relay station

Info

Publication number: DE2105441C
Application number: DE19712105441
Authority: DE
Inventors: Tsunahiko Dipl.-Ing.; Kaneko Shigekazu Dipl.-Ing.; Tokio Hashimoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1970-02-05
Filing date: 1971-02-05
Publication date: 1973-08-09

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Funk-Nachrichtenüberlragungssystem mit einer Relaisstation (Transponder).The invention relates to a radio messaging system with a relay station (transponder).

Es gibt zwei Arten von drahtlosen Nachrichtenübertragungssystemen, die von mehreren gleichberechtigten, über dem Horizont liegenden Endstellen Gebrauch machen. Es handelt sich dabei um Überhorizont - Funk-Nachrichtenübertragungssysteme und Satelliten-Funk-Nachrichtenübertragungssysteme. Sind verschiedene Bergstationen vorgesehen, dann muß mehr als eine Station im interessierenden Gebiet zu einem angepaßten Betrieb fähig sein, wenn ein Nachrichjenübertragungsnetz für wechselseitigen Verkehr innerhalb eines geringen Umkreises von einigen hundert Kilometern verwirklicht werden soll. (In dem Fall, in dem mehr als zwei Bergstationen zur Verfugung 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. Auf diese Weise ist es möglich, in wirtschaftlicher Weise einen wechselseitigen Nachrichtenübertragungsverkehr mit einer gewünschten Station durchzuführen. Die vorerwähnte Relais-Bergstation 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 willkürlichen Stationen durch.There are two types of wireless communication systems, who make use of several equal terminals above the horizon. It is about Over the horizon - radio communication systems and satellite radio communication systems. If different mountain stations are planned, then there must be more than one station in the area of interest be capable of an adapted operation when a communication network for two-way Traffic should be realized within a small radius of a few hundred kilometers. (In the event that more than two mountain stations are available, a reciprocal Radio connection in a known radio communication system of this type, all mountain stations used like a mountain station.) If there is access to the next mountain station - this one Stations are distributed over the communication area - then the frequency of the incoming Signal converted and the signal emitted again, namely by grouped together Mountain stations. In this way it is possible to create a mutual in an economical way To conduct messaging traffic with a desired station. The aforementioned relay mountain station will in such a case combine the incoming signals without distinction, implement, reinforce and then blast again. Each terminus chooses one free transmission channel and carries out the message transmission with any arbitrary Stations through.

Die bekannten Nachrichtenübertragungssystcme, die von dieser Art eines Multiplexzugriffsystems GeThe known message transmission systems used by this type of multiplex access system Ge

brauch machen, sind im folgenden aufgeführt. Sieare listed below. she

verwenden als Relaisstationen Satelliten.use satellites as relay stations.

(i) Einkanal FM-FDMA-Nachrichtenübertragungssystem,
(ü) Einkanal PCM-PSK-FDMA-System(i) single channel FM-FDMA messaging system,
(ü) Single-channel PCM-PSK-FDMA system

(SPADE-System),(SPADE system),

(iii) TDM-PCM-PSK-TDMA-System
(MAT-I-System).(iii) TDM-PCM-PSK-TDMA system
(MAT-I system).

ίο In allen diesen genannten Systemen werden die * Signale in der Relaisstation gemeinsam verstärkt. Es ist daher wünschenswert, wenn der von den Übertragungseigenschaften der Übertragungsstrecke abhängige Empfangssignalpegel so weit wie möglich ίο In all of these systems mentioned, the * Signals in the relay station are amplified together. It is therefore desirable in consideration of the transmission properties the received signal level dependent on the transmission path as far as possible

gleichbleibt. Es ist ferner iür einen einwandfreien Betrieb im Hinblick auf die verwendeten Frequenzen wünschenswert, daß die von jeder Station benutzten unterschiedlichen Radiofrequetwen im Verkehr zwischen den Stationen genau eingehalten werden.remains the same. It is also desirable, for proper operation with regard to the frequencies used, that the different radio frequencies used by each station are precisely observed in the traffic between the stations.

Bei den vorerwähnten Satelliten-Nachrichtenübertragungssystemen treten vergleichsweise nur geringe Fadings auf, weil sich die Radiowellen im wesentlichen senkrecht durch die Atmosphärenhülle hindurch fortpflanzen. Außerdem läßt sich die Stabili-In the above-mentioned satellite communication systems, comparatively only minor ones occur Fadings because the radio waves are essentially perpendicular through the atmosphere propagate. In addition, the stabilization

»5 sierung 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»5 ization of the frequencies in large earth stations perform economically. In contrast, a message transmission in a limited radius with the help of the aforementioned mountain stations as relay stations caused by fading

hervorgerufenen Pegelschwankungen nicht vernachlässigt werden. Deshalb ist es wichtig, daß die Frequenzen bei geringem Aufwand mit der zu fordernden Genauigkeit erzeugt werden können.caused level fluctuations are not neglected. That is why it is important that the frequencies can be generated with little effort with the required accuracy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einThe invention is based on the object for a

Nachrichtenübertragungssystem der genannten ArtMessage transmission system of the type mentioned

die geschilderten Schwierigkeiten mittels einer anthe difficulties described by means of a

sich bekannten Pilotregel- bzw. -steuereinrichtung zu überwinden.known pilot regulating or control device overcome.

Ausgehend von einem Funk-Nachrichtenübertra-Based on a radio message transmission

gungssystem mit Pilotregelung bzw. -steuerung unter Verwendung einer Relaisstation (Transponder), in dem die Relaisstation (Bergstation oder Satellit) für gemeinsame Verstärkung und Modulation unter Vielfachzugriff vorgesehen ist, wird diese Aufgabe gemäßsystem with pilot regulation or control using a relay station (transponder), in the relay station (mountain station or satellite) for common amplification and modulation with multiple access is provided, this task is carried out in accordance with

der Erfindung dadurch gelöst, daß die insbesondere durch Fading hervorgeruttnen Signalpegeländerungen der zugreifenden Endstellen am Eingang der Relaisstation dadurch ausgeglichen sind, daß die Senderausgangsleistung jeder Endstelle mit Hilfethe invention is achieved in that the signal level changes caused in particular by fading of the accessing terminals at the entrance of the relay station are balanced in that the Transmitter output power of each terminal with the help

eines von der Relaisstation ausgesandten und auf jeder Endstelle empfangenen Pilotsignals geregelt ist.a pilot signal sent by the relay station and received at each terminal is regulated.

An Hand eines in der Zeichnung dargestelltenUsing one shown in the drawing

Ausführungsbeispiels soll die Erfindung im folgendenExemplary embodiment of the invention is intended in the following

noch näher erläutert werden. In der Zeichnung be-will be explained in more detail. In the drawing

deutetindicates

Fi,g. 1 die Prinzipdarstellung eines Nachrichtenübertragungssystems nach der Erfindung,Fi, g. 1 shows the principle diagram of a message transmission system according to the invention,

F i g. 2 die Blockschaltbilder einer Endstation und einer Relaisstation nach der Erfindung.F i g. 2 shows the block diagrams of an end station and a relay station according to the invention.

In Fi g. 1 bedeuten A, B und C Endstationen und Ml, M2 bis Af η als Relaisstationen ausgeführte Bergstationen. Die Anzahl der End- und der Berg' Stationen kann natürlich beliebig groß sein. Im allgemeinen werden Mn Bergstationen vorhanden sein.In Fi g. 1 A, B and C denote end stations and Ml, M2 to Af η mountain stations designed as relay stations. The number of end and mountain stations can of course be as large as you want. In general there will be Mn mountain stations.

Die von jeder der Endstationen A, B und C zu den Bergstationen Af 1 und Af 2 benutzte Frequenz sei Fu, und die zur Übertragung von den Bergstationen zu jeder der Endstationen A, B und C benutzte Fre-The frequency used by each of the end stations A, B and C to the mountain stations Af 1 and Af 2 is Fu, and the frequency used for transmission from the mountain stations to each of the end stations A, B and C is

quenz sei mit Fd bezeichnet. Im allgemeinen sind in jedem Falle die Voraussetzungen für- das Auftreten eines Fadings im Bereich der Übertragungsstrecken zwischen A und Ml, B und Ml und C und M2 verschieden. Um den Pegel für das von der Bergstation Ml oder MI empfangene Signal konstant zu halten, ist es sinnvoll, den Ausgangspegel des zu sendenden Signals in Abhängigkeit des Fadings bei der Frequenz Fu in Übertragungsrichtung von AMl, B Ml und CMZ neben der Regelung des Anfangsausgangspegels hinsichtlich der Entfernungen zwischen A und Ml, B und Ml und C und MI zu regeln.sequence is denoted by Fd . In general, the prerequisites for fading to occur in the area of the transmission links between A and Ml, B and Ml and C and M2 are different in each case. In order to keep the level for the signal received by the mountain station Ml or MI constant, it makes sense to adjust the output level of the signal to be sent depending on the fading at the frequency Fu in the transmission direction of AMl, B Ml and CMZ in addition to regulating the initial output level to regulate the distances between A and Ml, B and Ml and C and MI.

Durch die Verwendung eines von den Bergstationen Ml, M 2 bis 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 M1 nach A, Mi nach B und von M1 nach C bestimmt werden.By using a pilot signal sent by the mountain stations Ml, M 2 to Mn with a predetermined level for each of the end stations A , B and C , the magnitude of the fading at the frequency Fd along the transmission path from M can be determined in each of the end stations A , B and C 1 to A, Mi to B and from M1 to C can be determined.

Zum Beispiel wird das von der Fndstation A mit der Frequenz Fu ausgesendete Signal in der Bergstation Ml oder M 2 frequenzmäßig umgesetzt und mit der Frequenz Fd wieder ausgesandt. Die genannte Endstation empfängt somit wiederum das von ihr selbst ausgesandte Signal. Sofern dreses empfangene Signal durch Pegelschwankungen auf der Übertragungsstrecke von A nach M\ (Fu) und von Ml nach A (Fd) beeinflußt wird, lassen sich die Dämpfungsänderungen auf der Übertragungsstrecke von A nach Ml (Fu) von diesem empfangenen Signal ableiten. Die Schwankungsinformation auf der Übertragungsstrecke von Ml nach A (Fd) läßt sich aus dem empfangenen Pilotsignal gewinnen. Somit kann der vorgenannte Mangel dadurch behoben werden, daß mit Hilfe einer automatischen Steuerung die Dämpfungsschwankung des örtlich sendeseitigen Signalpegels an der Endstation A kompensiert wird Durch die Anwendung dieser Maßnahme auf jeder der Endstationen A, B und C und gegebenenfalls weiterer Endstationen kann der von den Bergstationen Ml, M 2 bis Mn empfangene Signalpegel ausgeglichen und dadurch das Nebensprechen innerhalb des gemeinsamen Verstärkers herabgesetzt werden. Gleichzeitig kann die relative Genauigkeit der Frequenzen der einzelnen Stationen leicht dadurch verbessert werden, daß die Freqaenzsynchronisation auf jeder Endstation mit Hilfe der Frequenz des Pilotsignals als Bezugsfrequenz durchgeführt wird. Damit wird erreicht, daß der Abstand zwischen benachbarten Kanälen weitgehend dem theoretisch möglichen Mindestabstand angenähert werden kann.For example, the signal sent out by the terminal station A with the frequency Fu is converted in terms of frequency in the mountain station Ml or M 2 and sent out again with the frequency Fd. The named end station thus in turn receives the signal transmitted by itself. If this received signal is influenced by level fluctuations on the transmission path from A to M \ (Fu) and from Ml to A (Fd) , the changes in attenuation on the transmission path from A to Ml (Fu) can be derived from this received signal. The fluctuation information on the transmission link from Ml to A (Fd) can be obtained from the received pilot signal. Thus, the aforementioned deficiency can be remedied by the fact that with the help of automatic control, the attenuation variation of the local transmission-side signal level is compensated at the terminal station A by the use of this measure on each of the terminal stations A, B and C and optionally other end stations, the of the top stations Ml, M 2 to Mn received signal levels are balanced and thereby the crosstalk are reduced within the common amplifier. At the same time, the relative accuracy of the frequencies of the individual stations can easily be improved in that the frequency synchronization is carried out at each end station with the aid of the frequency of the pilot signal as the reference frequency. This ensures that the distance between adjacent channels can largely be approximated to the theoretically possible minimum distance.

Ein als Blockschaltbild ausgeführtes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in F i g. 2 dargestellt. Das im vorstehenden geschilderte System ist für den Gebrauch als Vielfachzugriffsmechanismus geeignet, welcher die Ersatzübertragungsstrecke auswählt Das System ist hier jedoch nicht in seiner Gesamtheit dargestellt, da der Vielfachzugriffsmechanismus mitAn exemplary embodiment according to the invention in the form of a block diagram is shown in FIG. 2 shown. The system outlined above is suitable for use as a multiple access mechanism, which selects the substitute transmission link. However, the system is not here in its entirety shown because the multiple access mechanism with

der Erfindung nicht unmittclbai in Beziehung steht. 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 Filter-is not directly related to the invention. In Fig. 2, channel II is the replacement channel within the terminus. The transmitted signal is modulated in the transmitter-side modulator 1, in the power amplifier 2 amplified and through the filter

weiche 3 und die Antenne mit der Frequenz Fu 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 besse-soft 3 and the antenna emitted with the frequency Fu for the upward direction. At the mountain station, the radio waves from this end station are received and fed through the filter 10 to the frequency converter 11, which uses the received signal to improve it.

rer Verstärkung in eine geeignete Frequenz umsetzt. Das umgesetzte Signal wird anschließend im Verstärker 12 verstärkt, frequenzmäßig in die Frequenz Fd iür Abwärtsrichturig im Frequenzumsetzer 13 umgesetzt, im Leistungsverstärker 14 verstärkt undrer amplification converts into a suitable frequency. The converted signal is then amplified in the amplifier 12, converted in terms of frequency into the frequency Fd for downward direction in the frequency converter 13, and amplified in the power amplifier 14

ίο über die Filterweiche 10 von der Antenne abgestrahlt Gleichzeitig wird das Pilotsignal ständig in Abwärtsrichtung ausgestrahlt. Dies geschieht dadurch, daß der Ausgang des sendeseitigen ortlichen 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.ίο emitted from the antenna via the filter switch 10 At the same time, the pilot signal is continuously broadcast in the downward direction. This is done by that the output of the local transmitter 15 on the transmitter side is from the pilot transmitter 18 with the aid of the modulator 19 is modulated. The further oscillator 16 and the frequency converter 17 serve as a local receive conversion oscillator, which, among other things, is used to ensure the specified frequency spacing of the local converter oscillator 15 on the transmitter side is.

Von der vorerwähnten Berg-Relaisstation werden Radiowellen auf der Endstation empfangen. Die Frequenzen dieser Wellen werden durch den empfangsseitigen Frequenzumsetzer 4, dem sie über dieFrom the aforementioned mountain relay station, radio waves are received at the terminal station. the Frequencies of these waves are by the receiving-side frequency converter 4, to which they are via the

Filterweiche 3 zugeführt werden, umgesetzt und anschließend 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-Filter switch 3 are supplied, implemented and then demodulated in the demodulator 5. here on the one hand the pilot signal and on the other hand the signal originally transmitted in channel II separated from each other. With the help of the level difference

detektors 6 werden die Pegelschwankungen der Aufwärtsstrecke abgeleitet und hiermit der Ausgangspegel des Leistungsverstärkers 2 gesteuert. Ferner dient das Pilotsignal dem Synthesizer? als Bezugsfrequenz, über den der sendeseitige und der emp-detector 6, the level fluctuations of the uplink are derived and thus the output level of the power amplifier 2 is controlled. Is the pilot signal also used by the synthesizer? as reference frequency, via which the sending and receiving

fangsseitige örtliche Oszillator 8 und 9 gesteuert werden. Auf diese Weise kann jede Endstation von der Bergstation als Bezugsfrequenzstation synchronisiert werden. In F i g. 2 ist der Fall dargestellt, in dem das Signal von der Gegenstation im Kanal IV gesendet wird.Local oscillator 8 and 9 on the catch side are controlled. In this way, each end station from the Top station can be synchronized as a reference frequency station. In Fig. 2 shows the case in which the Signal from the other station is sent in channel IV.

Die vorliegende Erfindung ist, wie beschrieben, in der Lage, Schwankungen des Pegels des von einer Relaisstation (Transponder) empfangenen Signals zu unterdrücken und störendes Nebensprechen wirksam zu unterdrücken.As described, the present invention is able to compensate for fluctuations in the level of the Relay station (transponder) to suppress the received signal and effective crosstalk to suppress.

Hierzu I Blatt ZeichnungenFor this purpose I sheet drawings

Claims

Patent claims:

1. Radio communication system with pilot regulation or control using a relay station (transponder) in which the relay station (mountain station or satellite) is provided for common amplification and modulation with multiple access, characterized in that the signal level changes caused in particular by fading of the accessing Endstdlen at the input of the relay station (AfI, Af 2 to Nn) are balanced in that the transmitter output power of each terminal (A, B, C) is regulated with the aid of a pilot signal sent by the relay station and received at each terminal.

2 radio message transmission system according to claim 1, characterized in that the frequency of the pilot signal of the frequency control device (7) for the local oscillators (7) sent by the relay station (AfI, Af 2 to Mn) to each terminal (A, B, C) 8, 9) serves as a reference frequency for each terminal.