DE2401747B2 - Satelliten-nachrichtenuebertragungsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Satelliten-Nachrichtenübertragungsverfahren, bei dem die in zcitmultipiexer Anordnung zusammengefaßten, mit einer Präambel versehenen Signalkanäle (Burst) verschiedener Bodenstationen satellilenseitig zeitlich gestaffelt und, bezogen auf den den Rahmenbeginn markierenden Referenzburst, zu einem Rahmen vereinigt und wiederum ausgesendet werden (TDMA).

Bei Nachrichtenüberlragungsverfp.hren dieser Art. wie sie beispielsweise durch die DT-PF. 20 20 094 bekannt sind, ist es beim Erst- oder Neuzugriff einer Bodenstation zu dem bereits bestehenden TDMA-Rahmen erforderlich, zunächst die Satellitenstrecke mit Hilfe eines Meßsignals zu vermessen. Die Vermessung geschieht dabei in der Weise, daß die zugreifende Bodenstation ein Erstzugriffssignal aussendet, dessen Periodendauer im allgemeinen mit der Dauer des TDMA-Rahmens identisch ist. Mit Hilfe des Erstzugriffssignals wird dessen Lage, bezogen auf den Empfangsrahmen, zur Einstellung der Sollphasenlage für den zu sendenden Burst der zugreifenden Bodenstation ausgewertet. Im allgemeinen wird mit der auf diese Weise gefundenen Sendephase zunächst nur die Burstpräainbel ausgesendet und diese sodann mit Hilfe einer Burstsendephasenregeleinrichtung, in deren Regelkreis die Satcllitcnschleife einbezogen ist, in ihrer "Phase auf die SoHphase feingeregelt. An diese Feinregelung schließt sich dann die periodische Aussendung des gesamten Bursts an. Die Burstsendephasenregeleinrichtung stellt in diesem Zusammenhang keinen besonderen Aufwand dar, da sie auch im eingeschwungenen Zustand für die ständige Überwachung der Obereinstimmung der ßurstistphasenlage mit der BurstsoHphasenlage ocnötigt wird. Dies hat seinen Grund in der Tatsache, daß auch ein sich synchron mit der Erddrehung auf seiner Bahn bewegender Stellit nicht als stationär aufgefaßt werden kann, weil er ständig merkliche Bewegungen in allen drei Raumebenen ausführt.

Bei der praktischen Ausführung von Satelliten-Nachrichienübertnißiingssysiemen besieht mituniurdic Tor· derung, einen Nachrichtenfluß zwischen einer Gruppe von Bodenstationen mil einer weheren ßodcnsiiiiion über den Satelliten durchzuführen, In diesem Falle wird s der von der Gruppe von Bodenstationen saiellitenseiiijL' gebildete Rahmen scharf gebündeil in Richtung ,itif diese weitere Bodenstation ausgestrahlt. Im Gegenvcr kcht werden dagegen die Nachrichlen dieser Builcnsia· lion über den Satelliten an die gesamte Gruppe von

ίο Bodenstationen abgegeben. Der Vorteil dieser »Is »Spot-Beam« bezek'hneien Betriebsweise besieht dünn, daß zwei und mehr Satelliten bzw. Transponder fur die Abwiirtsrichlung von der gleichen Frequenz Gebrauch machen können, ohne sich gegenseitig zu sturm

Dagegen werden bei dieser Betriebsart Kegel vorgänge, wie sie für den Erslzugnff und die Überwachung des Bursts innerhalb des Rahmens im eingeschwungi-ni-n Zustand erforderlich sind, erschwert, weil die an einem solchen Betrieb beteiligten Hodenstalionen den RaIi

2o^ämen und damit ihren eigenen Burst bzw. das /,m Durchführung eines Erstzugriffs ausgesendete Rrst/.u· griffssignal selbst nicht empfangen. In diesem Falle muß daher die der Gruppe von Bodenstationen zugeordnete Bodenstation die erforderlichen Phasen- bzw. Phasen ablagemcssungen für jede Bodenstation dieser Gruppe von Bodenstationen durchführen und ihr die Ergebnisse über den Satelliten durch Rückmeldung mitteilen.

In diesem Zusammenhang bringt der Erstzugrilf einen erheblichen technischen Aufwand mit sich, weil die die Phasenmessung für alle Bodenstationen gemeinsam ausführende Bodenstation für sämtliche Bodenstationen eine Information über die Sollphase der den einzelnen Stationen zugehörigen Bursts im Rahmen benötigt, gegen die jeweils die Phasenablage /u

ermitteln ist. Die Information über die SoHphase einer Bodenstation der genannten Gruppe sieht nämlich der zugeordneten Bodenstation nichi unmittelbar /ur

Verfügung, solange deren Zugriff noch nicht erfolgt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Durchführung eines Frstzugriffs bei einem Satelliten-Nachrichtenübertragungssystem eine weitere Losung aufzuzeigen, die insbesondere bei Spot-Beam-Betrieb die Durchführung der Phasenmessung bzw. Phasenablagemessung des auf den Empfangsrahmen bezogenen Erstzugriffssignals der jeweils zugreifenden Bodenstation einer Gruppe von Bodenstationen durch die dieser Gruppe von Bodenstationen zugeordnete weitere Bodenstation wesentlich vereinfacht.
Ausgehend von einem Satelliten-Nachrichtenübertra g'jngsverfahren, bei dem die in zcitmultipiexer Anordnung zusammengefaßten, mit einer Präambe! versehe nen Signalkanäle (Burst) verschiedener Bodenstationen satellitenseitig zeitlich gestaffelt und, bezogen auf den den Rahmenbeginn markierenden Referenzburst, zu einem Rahmen vereinigt und wiederum ausgesendet werden (TDMA), bei dem ferner zur Durchführung eines Erstzugriffs einer Bodenstation von dieser ein Erstzugriffssignal ausgesendet und dessen Lage, bezogen auf den Empfangsrahmen, zur Einstellung der Sollphasenlage für den zu sendenden Burst der zugreifenden Bodenstation ausgewertet wird, insbesondere unter Anwendung eines Betriebs mit wenigstens einem scharf gebündelten Strahl in Abv/ärtsrichtungdes Satelliten (»Spot-Beam«), wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei der Durchführung einer Erstzugriffsopcration die Phasenmessung des Erstzugriffssignals ausschließlich auf das Rahmenbeginnkennzeichendes Empfangsrahmens bezogen wird.

Der Erfindung liegt clic Erkenntnis /iiyrurulu, daß die beim Ersizugriff erforderliche PliiiseriMbliigcmessiiMg dos Ersizugriffssigniils tin Stelle auf die Soliphase du.s Bur.ns der zugreifenden Sliilimi auch auf das Rahmenbcginnkcnnzcichun des Eniplaniisriihfrni.s tininiliclbsir* vorgenommen werden kiinn. Dies isI möglich, weil ikr AbMiuitl des /u sendenden Burst der zugreifenden Bodenstation vom Riihmcnbcginn fest vorgegeben und a jf der zugreifenden Bodensialion bekannt ist, so dall für die Ermittlung der Sendephase <.lem sieh ims der Phaseniiblagemessung ergebenden Wert lediglich der genannte Abstandswert in Form einer entsprechend großen Zeilver/ogening dieses Phasenwerlcs beigefügt werden muß.

nie Phasenmessung des Hrstzugriffssignals ausschließlich auf das Rahmenbei>innkcnnzeichen des Empftirigsrühmens /ti be/iehen, hat gerade beim Spoi-Beam-Betrieb den großen Vorteil, daß die für CJitippen von Bodenstationen gemeinsame Empfangsstation über die jeweilige Sollphascnlage des 3urst der gerade zugreifenden Station keine Information benöligt, sondern jeweils die Phasenablage des Erstzugriffs· hignnls vom Riihmenbeginnkennzeichen ermittelt und diese rüekmeldel. Mit anderen Aworlcn ist hier für die TPhasenmessung des Erstzugriffssignals für jede der möglicherweise zugreifenden Stationen der Gruppe von Bodenstationen ein und derselbe Bezugswert gegeben. Die Möglichkeit von Fehlern, wie sie leicht auftreten können, wenn in Abhängigkeit der gerade zugreifenden Bodenstation für die Phasenmessung auf eine besondere Bezugsphase umgeschaltet werden muß, ist hier als«.· nicht vorhanden.

Die L()sung nach der Erfindung kann aber auch da Vorteile bringen, wo jede der Bodenstationen eines Satelliten Nachriehtcnübertragungsiystems über den Satelliten den Rahmen und damit seinen eigenen Burst wieder enipfiingt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine einzige Bodenstation zwei und mehr Bursts aussendet. In diesem Fall ist es nämlich /weckmäßig,das eigentliche Startsignal für diese zwei und mehr Bursts für die Nullphasc, d. h. für die Phase des Rahmenbi-ginnkenn/eichens, festzulegen und von diesem Startsignal die verschiedenen Sendephasen durch Zusetzen der entsprechend der Lage der Bursts im Rahmen unterschiedlich großen Phasenabstände zu gewinnen. Die Festlegung der Phasenmessung für das Erstzugriffssignal auf das Rahmcnbeginnkennzcichcn erfordert dann keine speziellen technischen Einrichtungen, da diese ja durch das aufgezeigte Konzept bereits vorgegeben sind.

An Hand eines in der Zeichnung darstellten Ausftihrungsbeispiels soll die (Erfindung im folgenden noch näher erläutert v/erden. In der Zeichnung bedeuten

Γ ig. I die schematische Darstellung eines Satelliten-Nachrichteniibertragungsverfahrens,

Fig 2 die Darstellung eines mit Spot-ßeam-Betrieb arbeitenden Satcliiten-Nachrichtenübertragungssystems.

Fig. i einen Erslzugriff einer Bodenstation näher erläutertndcs Zeitdiagramm.

l· ι g. 4 ein die Durchführung eines F.rstzugriffs bei einem mit Spot-Bcam-Betricb arbciicndcn Nachrichtenübertragung yslems erläuterndes Flußdiagramm.

In Fig. 1 ist der über der Erdoberfläche in seiner Umlaufbahn synchron mit ucr Erdumdrehung sich bewegende Satellit mit Sn bezeichnet. Er ist mit einer ausgerüstet. Die Bodenstationen BStr, I)Sl \... BSi^ stehen alle Ober der Saielliien Su miteinander in Vcrbind'ing, Jede Uot-len-siiiiion, sofern sie in Betrieb ist, sendet im Rhythmus der Htmmenpurio-(Je ν einen aus einer Präambel und sich daran

s anschließenden Signalkanillen bestehenden llursi zum ,Satelliten. Innerhalb einer Rahmcnpenodc senden die einzelnen Bodenstationen ihre Bursts in gegeneinander durch Schulzabstände getrennten Zeilinlervallen, um sicherzustellen, daß die alle vom gleichen Träger

in Gebrauch machenden Burst der Bodenstationen sieh zeitlich nicht überlappe

Während bei dem System nach F i g. I sämtliche Bodenstationen den satellitcnseitig gebildeten Rahmen wiederum empfangen, liegt bei dem SateHHcn-Nachriehlcnüberlragungssystcm nach Kig. 1 Spot·Benin-Betrieb vor. Die Bodenstationen I)Su, BSl I... I)Sl 4 stellen hier eine Gruppe von Bodensiationen dar, die alle nur Nachrichten über den Satelliten Sn zu der weiteren Bodenstation BSlO senden. In umgekehrter Richtung empfangen sie gemeinsam von dar Bodenstation BSt 0 über den Satelliten Sa Informationen.

Ein Rahmen, wie er satellitenseitig bei den Systemen nach Fig. I und 2 zustandckommt, ist im ersten Zeiidiagramm m nach F i g. 3 angegeben. Der Burst der

£5 Bodenstation Bsir markiert den Rahmenbeginn und stellt den Rcferenzburst r dar. Die Bursts der Bodenstationen BSi 1... BSl4 sind mit I bis 4 bezeichnet. Wie das Diagramm tn erkennen läßt, ist an Stelle des Bursts 2 der Bodenstation IKt 2 eine Lücke /.

im Rahmen vorhanden. Das zur Durchführung eines Erstzugriffs dieser Bodenstation ausgesandte Erstzugriffssignal, das im Diagramm η nach F i g. 3 dargestellt ist, wird hinsichtlich seiner Phase / I bzw. ι Γ auf die Phase to bzw. to' des Rahmenbejinnkennzeichens bezogen. Aus dem sich hieraus ergebenden Zcilabstand Δι ergibt sich die Nullsiariphase, die um den Zcilabstand der Sollphasenlagc vom Rahmenbegännkennzeichen verzögert die Sendephase ergibt.

Zum besseren Verständnis der aufeinanderfolgenden Schritte bei der Durchführung eines Erstzugriffs ist in Fig.4 für die Bodenstation BSt2 der Gruppe von Bodenstationen BStr, BSt 1... BSt 4 nach F i g. 2 ein Flußdiagramm angegeben. Im Flußdiagramm sind die Bodenstationen BSt 2, der Satellit Sn und die der genannten Gruppe von Bodenstationen gemeinsame Empfangsstation BStO durch die in unterbrochener Linie eingezeichneten Rechtecke angegeben.

In der Position a sendet die Bodenstation BSI2 das Erstzugriffssignal ES über den Satelliten 5a zur Bodenstation BStO. Das in Position b empfangene Erstzugriffssignal wird, bezogen auf den Empfangsrahmen in der Position c, und zwar auf dessen Rahmenbeginnkennzeichen, in seiner Phasenablage gemessen und das Ergebnis über den Satelliten Sa auf der Bodenstation BSt2 in Position d empfangen. Mit Hilfe dieser Rückmeldung wird über die Position d in der Position e die Sendephase eingestellt, und zwar dadurch, daß die über die Rückmeldung ermittelte Nullphasc um den Betrag der Sollphase verzögert wird.

Die auf diese Weise in Position e gewonnene Sendephase wird nunmehr dazu benutzt, in Position f die ßurstpräambel zu senden. Si« wird über den Satelliten auf der Bodenstation BStO empfangen und in Position g die Phasenablage ermittelt und an die Bodenstation BSt 2 über den Satelliten 5a rückgemeldet (Position f). Dies geschieht solange, bis die Burstpräambel auf die Sollphasenlage mittels der stationseigenen Burslsendephascnregelung genau eingestellt ist. An-

schließend wird die volle Burst gesendet, der wiederum in der gleichen Weise wie die Burstpräambel, soweit dies erforderlich ist, im Sinne einer Überwachung der Übereinstimmung der Burstistphascnlagc mit der Burstsollphasenlage in Position /nachgcregclt wird. s

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Piilcniiinspriidi:

   Siitcllilcn-NachriehlenllbcriragiingsvcrfahreiJ, bei dem die in zeilmulliplcNcr Anordnung zusammengefaßten, mil einer Priliimbel versehenen Signalknniile (Uursi) verschiedener ßoclcnslaiionen salcllitensci· tig zeillich gesliiffcll und, bezogen auf den den Rahmenbeginn markierenden Refcrenzbursi, zu einem Rahmen vereinigt und wiederum ausgesendet werden (TDMA), bei dem ferner zur Durchführung eines Erstzugriffs einer Bodenstation von dieser ein Erstzugriffssignal ausgesendet und dessen Lage, bezogen auf den Empfangsrahmcn, zur Einstellung der Sollphascnlage für den zu sendenden Burst der zugreifenden Bodenstation ausgewertet wird, insbe sondere unter Anwendung eines Betriebs mit wenigstens einem scharfgebOndellcn Strahl in Abwärtsrichtung des Satelliten (»Spol-ßcam«), dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung einer Erstzugriffsoperation die Phasenmessung des Erstzugriffssignals (ES) ausschließlich auf das Rahmenbeginnkennzeichen des Empfangsrahmens bezogen wird.