DE2438433C3 - Satellite communication method - Google Patents

Satellite communication method

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DE2438433C3
DE2438433C3 DE19742438433 DE2438433A DE2438433C3 DE 2438433 C3 DE2438433 C3 DE 2438433C3 DE 19742438433 DE19742438433 DE 19742438433 DE 2438433 A DE2438433 A DE 2438433A DE 2438433 C3 DE2438433 C3 DE 2438433C3
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Jochen Dipl.-Ing. 8000 München ZiIg
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quenzversatz von 4,4 · 10~8, bezogen auf die Rahmen- System nach F i g. 1 zustande kommt, ist im ersten frequenz der Rsferenzstation. Ein beispielsweise beim Zeitdiagrammm nach Fig. 2 angegeben. Der Burst Intelsat-System spezifizierter Wert von maximal der Bodenstation BStr markiert den Rahmenbeginn 2-ΙΟ"7, der außerdem nur bei eingelaufenen Genera- und stellt den Referenzburst r dar. Die Bursts der toren, nämlich dem Generator der Referenzstation 5 Bodenstationen BSr 1.. .BSt 4 sind mit 1 bis 4 be- und dem von jeweils einer Bodenstation, erreicht zeichnet. Der Referenzburst r und die Bursts I bis 4 wird, wird somit beträchtlich unterschritten. Die er- der Bodenstationen bilden dabei jeweils den Empzielbare Erstzugriffsgenauigkeit, die sich aus der fangsrahmen. Von dem Referenzburst r wird jeweils eigentlichen Meßgenauigkeit sowie der Abdrift ergibt, ein Impuls abgeleitet (vgl. Diagramm n) zur Synchrodie sich aus der Frequenzgenauigkeit des Taktgenera- io nisierung der Taktgeneratoren, von denen die Sendetors während der Phasenkorrekturoperation ergibt, phase des ErstzugriSssignals abgeleitet wird. Es werkann somit ebenfalls erheblich verbessert werden. den dabei die Taktgeneratoren der Nichtreferenz-frequency offset of 4.4 · 10 ~ 8 , based on the frame system according to FIG. 1 comes about is in the first frequency of the reference station. For example, given in the time diagram m of FIG. The burst Intelsat system specified value of a maximum of the ground station BStr marks the beginning of the frame 2-ΙΟ " 7 , which also only occurs when the genera- and represents the reference burst r . The bursts of the gates, namely the generator of the reference station 5 ground stations BSr 1. .BSt 4 are denoted by 1 to 4. The reference burst r and the bursts I to 4 are thus significantly undershot The actual measurement accuracy and the drift are obtained from the reference burst r , a pulse is derived (see diagram n) for synchronization results from the frequency accuracy of the clock generation of the clock generators from which the transmitter gates result during the phase correction operation, phase of the first access signal is derived. It can thus also be considerably improved erators of non-reference

In vorteilhafter Weise kann diese Synchronisierung Stationen innerhalb der Bodenstationen durch den der Taktgeneratoren auch bei der weiteren Burstaus- empfangenen Referenzburst der Referenzstation vor sendung, d. h. also nach der Erstzugriffsoperation, 15 und zumindest während der Erstzugriffsoperation synfortgeführt werden. chronisiert. Diese Synchronisierung der Taktgenerato-Advantageously, this synchronization can be carried out by the stations within the ground stations of the clock generators also in the case of the further burst from the reference burst received by the reference station shipment, d. H. that is, continued after the first access operation, 15 and at least during the first access operation will. chronized. This synchronization of the clock generator

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus- ren kann aber auch in vorteilhafter Weise noch bei führungsbeispiels soll die Erfindung im folgenden der weiteren Burstaussendung, also nach Beendigung noch näher erläutert werden. In der Zeichnung be- der Erstzugriffsoperation, fortgeführt werden. Im deuten 20 Diagramm ο ist mit St jeweils der Start des Erstzu-With the aid of an Ausren shown in the drawing, however, the invention can also be explained in more detail in the following with reference to the further burst transmission, that is to say after completion, in the exemplary embodiment. In the drawing, the first access operation can be continued. In the interpret 20 diagram ο , St is the start of the first entry

Fig. 1 die schematische Darstellung eines Satel- griffssignals innerhalb eines Empfangsrahmens beliten-Nachrichtenübertragungsverfahrens, zeichnet. Die Erstzugriffsoperation erfolgt also in der1 shows the schematic representation of a satellite handle signal within a reception frame beliten message transmission method, draws. The first access operation takes place in the

F i g. 2 ein einen Erstzugriff einer Bodenstation Weise, daß zunächst der TDMA-Rahmen empfangen näher erläuterndes Zeitdiagramm und wird, danach in der vorstehend beschriebenen WeiseF i g. 2 an initial access of a ground station way that first received the TDMA frame Explanatory timing diagram and will, thereafter in the manner described above

Fig. 3 in einem Blockschaltbild eine Synchroni- 25 eine Synchronisierung des Taktgenerators der betrefsierungseinrichtung. fenden Bodenstation über den Referenzsynchronisie-3 shows a block diagram of a synchronization of the clock generator of the control device. ground station via the reference synchronization

In F i g. 1 ist der über der Erdoberfläche in seiner rungsburst der Referenzstation durchgeführt und da-Umlaufbahn synchron mit der Erdumdrehung sich nach das Erstzugriffssignal ausgesendet wird. Nach bewegende Satellit mit Sa bezeichnet. Er ist mit einer Beendigung der Erstzugriffsoperation erfolgt dann die Relaisstation ausgerüstet. Die Bodenstationen BStr, 30 Aussendung der Burstpräambel und der weiteren BSt 1... BSt 4 stehen alle über den Satelliten 5a mit- Bursts.In Fig. 1 is carried out above the earth's surface in its rungsburst of the reference station and because the orbit is synchronized with the earth's rotation after the first access signal is sent out. After moving satellite labeled Sa. It is then equipped with a termination of the first access operation the relay station. The ground stations BStr, 30 transmission of the burst preamble and the other BSt 1 ... BSt 4 are all over the satellite 5a with bursts.

einander in Verbindung. Jede Bodenstation, sofern Anhand des Blockschaltbildes nach Fig. 3 wirdconnected to each other. Each ground station, provided that it is based on the block diagram of FIG

sie in Betrieb ist, sendet im Rhythmus der Rahmen- die Synchronisierung noch näher erläutert. Die vom periode τ einen aus einer Präambel und sich daran Referenzsynchronisierungsburst abgeleiteten Refeanschließenden Signalkanälen bestehenden Burst zum 35 renzsynchronisierungsimpulse bzw. Spikes werden Satelliten. Innerhalb einer Rahmenperiode senden die einem Phasendiskriminator 10 zugeführt, der zugleich einzelnen Bodenstationen ihre Bursts in gegeneinan- mit dem Grundtaktgenerator 11 mit nachgeschaltetem der durch Schutzabstände getrennten Zeitintervallen, Frequenzteiler 12 verbunden ist. Der Ausgang des um sicherzustellen, daß die alle vom gleichen Träger Phasendiskriminators 10 und des Frequenzteilers 12 Gebrauch machenden Bodenstationen sich mit ihren 40 sind zur Phasensynchronisierung bzw. zur Synchroni-Bursts zeitlich nicht überlappen. sierung der Wiederholungsfrequenz des Erstzugriffs-it is in operation, sends in the rhythm of the frame - the synchronization will be explained in more detail. The ones from period τ a reference derived from a preamble and a reference synchronization burst Signal channels existing burst for 35 reference synchronization pulses or spikes Satellites. Within a frame period the send to a phase discriminator 10, which at the same time individual ground stations their bursts in relation to one another with the basic clock generator 11 with a downstream the time intervals separated by protective distances, frequency divider 12 is connected. The outcome of the to ensure that all of the same carrier phase discriminator 10 and the frequency divider 12 Ground stations making use of their 40 are for phase synchronization or for synchronizing bursts do not overlap in time. the repetition frequency of the first access

Ein Rahmen, wie er satellitenseitig bei einem signals mit der Erstzugriffseinheit 13 verbunden.A frame of the kind that is connected to the first access unit 13 on the satellite side in the event of a signal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

i 2 kann, die Sendephasengeberschaltung kurzzeitig mit Patentansprüche: ihrem Eigenwert weiterlaufen muß, der sich hier aus aus der Grundtaktfrequenz ergibt Die bei einemi 2 can, the transmit phase generator circuit briefly with patent claims: its intrinsic value must continue to run, which results here from the basic clock frequency 1. Satelliten-Nachrichtenübertragungsverfahren, Kurzzeitausfall der Synchronisierschaltung — ohne bei dem die in zeitmultiplexer Anordnung zusam- 5 die Gefahr einer Bildüberlappung — überbrückbare mengefaßten, mit einer Präambel versehenen Si- Zeit ist um so langer, je genauer die Grundtaktgnalkanäle (Burst) verschiedener Bodenstationen frequenz den örtlichen Erfordernissen angepaßt ist satellitenseitig zeitlich gestaffelt und, bezogen auf Da sich in der Praxis mit vertretbarem Aufwand den den Rahmenbeginn markierenden Referenz- Langzeitfrequenzgenauigkeiten von stwa 10~7 realiburst, zu einem Rahmen vereinigt und wiederum io sieren lassen, müssen auch im stationären Betriebsausgesendet werden (TDMA), bei dem femer zur zustand die Auswirkungen eventuell verbleibender Durchführung eines Erstzugriffs einer Boden- Frequenzdifferenzen durch die Phasensynchronisierstation von dieser ein Erstzugriffssignal ausgesen- einrichtung ausgeregelt werden. Dies geschieht beidet und dessen Lage, bezogen auf den Empfangs- spielsweise durch den Einsatz von Frequenzteilern rahmen, zur Einstellung der Sollphasenlage für 15 mit variablem Teilungsverhältnis.1. Satellite communication method, short-term failure of the synchronization circuit - without which the time-multiplexed arrangement combined with the risk of image overlap - bridgeable volume-based Si time provided with a preamble, the longer the more precise the basic clock channels (burst) of different ground stations frequency adapted to the local requirements, it is staggered on the satellite side and, based on the fact that in practice the reference long-term frequency accuracies of about 10 ~ 7 realiburst marking the start of the frame can be realiburst realiburst at the beginning of the frame and can be re-ioed, they must also be transmitted in stationary operation (TDMA), in which, further to the state, the effects of any remaining implementation of an initial access to a ground frequency differences by the phase synchronization station are regulated by this device emitting an initial access signal. This happens both and its position, based on the reception, for example, through the use of frequency dividers, to set the target phase position for 15 with a variable division ratio. den zu sendenden Burst der zugreifenden Boden- Im Interesse einer erhöhten Betriebssicherheit wird Stationen ausgewertet wird, dadurch ge- angestrebt, die Frequenzgenauigkeit der Grundtaktkennzeichnet, daß die Sendephase bzw. generatoren zu verbessern bzw. an die tageszeitlich Wiederholungsfrequenz des Erstzugriffssignals schwankenden Sollwerte anzunähern. Die tageszeitabgeleitet wird aus dem von der Referenzstation a° liehen Sollwertschwankungen rühren bei geostationäüber die Empfangsseite synchronisierten Takt- ren Satelliten bekanntlich von den unvermeidlichen generator und daß die Taktgeneratoren der Nicht- Restbewegungen des Satelliten, bezogen auf die Erdreferenzstationen innerhalb der Bodenstationen oberfläche, her.the burst to be sent by the accessing ground In the interest of increased operational reliability Stations is evaluated, thereby striving to characterize the frequency accuracy of the basic clock, that the transmission phase or generators to improve or to approximate to the daily repetition frequency of the first access signal fluctuating setpoint values. Derived from the time of day will result from the setpoint fluctuations borrowed from the reference station a ° at geostationäüber the receiving side synchronized clocks from the inevitable satellites, as is well known generator and that the clock generators of the non-residual movements of the satellite, based on the earth reference stations within the surface of the ground stations. durch die empfangenen Burstsignale der Referenz- Zur Lösung dieses Problems wurde bereits vor-by the received burst signals of the reference To solve this problem has already been station vor und zumindest während der Erst- as geschlagen, zusätzlich zur Phasensynchromsiereinrich-station before and at least during the first ace, in addition to the phase synchronization device zugriffsoperation synchronisiert werden. tung eine Frequenzregelschleife des Grundtaktgenera-access operation can be synchronized. a frequency control loop of the basic clock generation 2. Satelliten-Nachrichtenübertragungsverfahren tors einzufüaren, deren Regelkriterien von der zeitnach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß liehen Dicht s und dem Vorzeichen der von der Syndiese Synchronisierung der Taktgeneratoren auch chronisierschaltung bewirkten Phasenregelschritte abbei der weiteren Burstaussendung fortgeführt wird. 30 geleitet werden. Diese Schaltungsanordnung, die sich2. Satellite communication method tor to introduce their control criteria from the time Claim 1, characterized in that borrowed density s and the sign of the Syndiese Synchronization of the clock generators also causes phase control steps to be synchronized the further burst transmission is continued. 30 are directed. This circuit arrangement, which im stationären Betriebszustand sehr gut bewährt hat, erlaubt es gleichzeitig, die Alterungseffekte des Grund-has proven very well in steady-state operation, it also allows the aging effects of the basic taktgenerator auszuregeln.to regulate the clock generator. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einThe invention is based on the object for a 35 TDMA-System eine Lösung anzugeben, mit der eine35 TDMA system to specify a solution with the one Verbesserung der Frequenzgenauigkeit des Grund-Improvement of the frequency accuracy of the basic Die Erfindung bezieht sich auf ein Satelliten-Nach- taktgenerator bereits während des Erstzugriffsvor-The invention relates to a satellite clock generator already during the first access. richtenübertragungsverfahren, bei dem die in zeit- gangs bzw. unmittelbar danach erreicht wird,Direction transmission method in which the is reached in a timely or immediately afterwards, multiplexer Anordnung zusammengefaßten, mit einer Diese Aufgabe wird bei einem Satelliten-Nach-multiplex arrangement combined with a This task is carried out with a satellite Präambel versehenen Signalkanäle (Burst) verschie- 4« richtenübertragungsverfahren, bei dem die in zeit-Signal channels (burst) provided with a preamble of different directional transmission methods, in which the dener Bodenstaiionen satellitenseitig zeitlich gestaf- multiplexer Anordnung zusammengefaßten, mit einerThese ground staiionen on the satellite side in a time-staggered multiplex arrangement combined, with a feit und, bezogen auf den den Rahmenbeginn mar- Präambel versehenden Signalkanäle (Burst) verschie-time and, based on the signal channels (burst) providing the start of the frame mar- kierenden Referenzburst, zu einem Rahmen vereinigt dener Bodenstationen satellitenseitig zeitlich gestaffeltkizing reference burst, combined into a frame of the earth stations on the satellite side, staggered in time und wiederum ausgesendet werden (TDMA), bei dem und, bezogen auf den den Rahmenbeginn markieren-and in turn are sent out (TDMA), in which and, based on the mark the start of the frame- ferner zur Durchführung eines Erstzugriffs einer 45 den Referenzburst, zu einem Rahmen vereinigt undfurthermore, to carry out an initial access of a 45, the reference burst, combined to form a frame, and Bodenstation von dieser ein Erstzugriffssignal aus- wiederum ausgesendet werden (TDMA), und bei demGround station from this a first access signal can be sent out in turn (TDMA), and at the gesendet und dessen Lage, bezogen auf den Emp- ferner zur Durchführung eines Erstzugriffs einersent and its location, based on the recipient, to carry out an initial access of a fangsrahmen, zur Einstellung der Sollphasenlage für Bodenstation von dieser ein Erstzugriffssignal aus-catching frame, for setting the target phase position for the ground station from this an initial access signal den zu sendenden Burst der zugreifenden Boden- gesendet und dessen Lage, bezogen auf den Emp-the burst to be sent by the accessing ground and its position, based on the station ausgewertet wird. 50 fangsrahmen, zur Einstellung der Sollphasenlage fürstation is evaluated. 50 catch frame, for setting the target phase position for Bei TDMA-Systemen ergibt sich seitens der teil- den zu sendenden Burst der zugreifenden Bodennehmenden Bodenstationen die Notwendigkeit, die station ausgewertet wird, gemäß der Erfindung in der Sendephasen ihrer Burstfolgen so festzulegen, daß Weise gelöst, daß die Sendephase bzw. Wiederdiese Burstfolgen, entsprechend einem organisatorisch holungsfrequjnz des Erstzugriffssignals abgeleitet wird vorgegebenen Schema, zeitlich verschachtelt am Ein- 55 aus dem von der Referenzstation über die Empfangsgang des Satellitentransponders anliegen. Um dies zu seite synchronisierten Taktgenerator und daß die gewährleisten, sind in jeder TDMA-Endstelle ent- Taktgeneratoren der Nichtreferenzstationen innerhalb sprechende SynchronLierungseinrichtungen zur Steue- der Bodenstationen durch die empfangenen Burstrung der Sendephasengeberschaltung erforderlich. Die signale der Referenzstation vor und zumindest wäh-Grundtaktversorgung der Sendephasengeberschaltung 60 rend der Erstzugriffsoperation synchronisiert werden, erfolgt durch den TDMA-Grundtaktgenerator. Die Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, Frequenzgenauigkeit dieses Grundtaktgenerators hat daß sich die Rahmenfrequenz, mit der das Erstzugriffserhebliche Rückwirkungen auf die Konzeption und signal ausgesendet wird, nur um den Einfluß der Auslegung der Synchronisiereinrichtung sowie auf die Dopplereffekte D0 auf der Satellitenstrecke der ReGesamtkonzeption eines TDMA-Systems. Dies rührt 65 ferenzstation und Dn auf der Satellitenstrecke einer im wesentlichen daher, daß bei einem kurzfristigen Nichtfrequenzstation von der Rahmenfrequenz der Ausfall der Synchronisiereinrichtung, wie es zum Referenzstation unterscheidet. Bei den Bahndaten Beispiel bei Ausfall der Referenzstatiou auftreten von Intelsat IV entspricht dies einem maximalen Fre-In TDMA systems, the partial bursts to be transmitted by the accessing ground-receiving ground stations require that the station is evaluated, according to the invention, in the transmission phases of its burst sequences in such a way that the transmission phase or again these burst sequences are resolved accordingly an organizational fetch frequency of the first access signal is derived from a predetermined scheme, interleaved in time at the input 55 from which the reference station is applied via the reception path of the satellite transponder. In order to ensure that the clock generator is synchronized to the side, clock generators of the non-reference stations within speaking synchronizing devices are required in each TDMA terminal to control the ground stations through the received burst of the transmit phase generator circuit. The signals of the reference station before and at least during the basic clock supply of the transmit phase generator circuit 60 are synchronized at the end of the first access operation, takes place by the TDMA basic clock generator. The method according to the invention has the advantage that the frequency accuracy of this basic clock generator has the fact that the frame frequency with which the first access significant repercussions on the conception and signal is sent only to the influence of the design of the synchronization device and the Doppler effects D 0 on the satellite link of the overall conception of a TDMA system. This is due essentially to the fact that in the case of a short-term non-frequency station of the frame frequency, the failure of the synchronization device, as distinguishes it from the reference station, is the reference station and D n on the satellite link. In the case of the orbit data example if the reference status fails from Intelsat IV, this corresponds to a maximum fre-
DE19742438433 1974-08-09 Satellite communication method Expired DE2438433C3 (en)

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DE2438433A1 DE2438433A1 (en) 1976-02-19
DE2438433B2 DE2438433B2 (en) 1976-08-19
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