DE2507609A1

DE2507609A1 - Erfassungssystem fuer ein sdma/tdma- satellitennachrichtensystem

Info

Publication number: DE2507609A1
Application number: DE19752507609
Authority: DE
Inventors: Takao Dipl Ing Hara; Yasuhiko Dipl Ing Sakamoto; Yoshikazu Dipl Ing Tsuji
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1974-02-26
Filing date: 1975-02-21
Publication date: 1976-02-05
Also published as: FR2262453B1; GB1495787A; DE2507609C2; US3958083A; CA1045730A; FR2262453A1

Description

DR. CLAUS REINLÄNDER DIFL.-ING. KLAUS BERNHARDT

D-8 München 60 · Orthstraße 12 ■ Telefon (089) 832024/5 Telex 5212744 · Telegramme Interpatent

6/208

Fujitsu Limited

No.1015, Kamikodanaka Nakahara-ku, Kawasaki Japan

Erfassungsssystem für ein SDMA/TDMA-Satellitennacnrictitensystem

Prioritäten: 26. Februar 1974· Japan 22619/1974 26. Februar 1974 Japan 22621/1974

Zusammenfassung

Es wird ein Erfassungssystem für ein SJJMA/TDMA-Satellitennachrichtensystem beschrieben, bei dem ein Synchronisationssignal-Empfangszeitspalt und mehrere Datensignalempfangszeitspalte für einen Nachrichtenverkehr zwischen vorbestimmten Gruppen von Bodenstationen und zwischen den Bodenstationen jeder Gruppe auf der Basis eines Zeitsteuersignals in einem Satelliten umgeschaltet werden. Ein Erfassungssignal mit mehreren unterschiedlichen Signalarten wird von der Bodenstation ausgesandt, wobei deren Sendezeitspalt in einer ersten Ablenkbetriebsart verschoben wird und wobei, wenn ein Teil des Erfassungssignals ausgesandt wird, deren Sendezeitspalt in einer zweiten Ablenkbetriebsart verschoben wird, wodurch eine Steuerung ausgeführt wird, um eine Synchronisation der Bodenstation mit dem Satelliten zu erhalten, so daß die mehreren Signalarten in dem Erfassungssignal in vorbestimmtenBetriebsarten empfangen werden können.

Des weiteren kann eine Erfassungssteuerung wirksam in dem Fall ausgeführt werden, in dem das SN-Verhältnis des

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empfangenen Erfassungssignals sehr verschlechtert ist oder indem es notwendig ist, eine Störung einer anderen Bodenstation derselben Gruppe der Bodenstationen, die bereits einen Zugriff zu dem Satelliten hat, zu vermeiden.

Die Erfindung betrifft ein Erfassungssystem in einem SDMA/ TDMA-Satellitennachrichtensystem.

Ein SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystem wird genau genommen mit SDMA/SS-TDMA (Raurateilmehrfachzugriff/raumfahrzeuggeschalteter Zeitteilmehrfachzugriff) bezeichnet. Dieses System wird derzeit als Satellitennachrichtensystem mit großer Kapazität auf der Basis des TDMA-Systems angesehen.

Bei diesem System ist eine Antenne, die auf einem Satelliten angebracht ist, eine PunktStrahlantenne, die eine relativ kleine Zone im Gegensatz zur einer üblichen Globalstrahlantenne bestrahlt. Auf dem Satelliten sind dabei mehrere Punktstrahlantennen angeordnet und jeder Punktstrahl entspricht einer Zone, die nicht mit anderen Strahlen interferiert. Dieselbe Frequenz wird gemeinsam für die Jeweiligen Punktstrahlen verwendet und es wird ein Mehrfachzugriff erreicht. Auf dem Satelliten ist eine Schaltmatrix mit Eingängen und Ausgängen entsprechend jeweils den Punktstrahlzonen angeordnet und eine Aussendung und ein Empfang der Signale werden unter den Punktstrahlzonen in Übereinstimmung mit einer Zeitfolge ausgeführt, die durch einen Takt eines in dem Satelliten vorhandenen Bezugsoszillators vorbestimmt ist. Des weiteren wird in jeder Punktstrahlzone ein Zugriff auf das übliche TDMA-System ausgeführt.

Pig. 1 zeigt ein Grundmodell des SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystems, das nachfolgend der Einfachheit halber als SDMA/TDMA-System bezeichnet wird.

In Pig. 1 bezeichnen 1 einen Satellit mit einer Schaltfunktion, 2 eine auf dem Satelliten angeordnete Zeitsteuersignaler zeugungsquelle, 3 einen in Matrixform gezeigten

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Schaltkreis, 4- bis 9 Antennen mit starker Rieht wirkung und 10 bis 12 Bodenstationsgruppen, die jeweils zu den Punktstrahlzonen H1 bis #3 gehören.

Der Schaltkreis 3 ist in der Lage, Zeitspalte in Übereinstimmung mit einer solchen Rahmenausbildung zu schalten, wie sie in Fig. 2(A) gezeigt ist, und zwar durch ein Zeitsteuersignal, das von der ZeitSteuersignalerzeugungsquelle zugeführt wird. In einem £(1 -Datenfenster einer solchen Rahmenausbildung wird nämlich z.B. ein ausgesandtes Signal von einer Bodenstation der #1-Zone 10 auf eine Bodenstation der #3-Zone 12 geschaltet. Ein ausgesandtes Signal von einer Bodenstation der #2-Zone 11 wird auf eine Bodenstation der 441-Zone 10 geschaltet. Ein ausgesandtes Signal von einer Bodenstation der t43-Zone 12 wird auf eine Bodenstation der #2-Zone 11 geschaltet. In einem #2-Datenfenster werden Signale, die von einer Bodenstation der #1-Zone 10 zu der Bodenstation derselben Zone 10 ausgesandt werden sollen, von der Bodenstation der #2-Zone 11 zu der Bodenstation derselben Zone 11 und von der Bodenstation der ft3-Zone 12 zu der Bodenstation derselben Zone 12 geschaltet. In einem ^3-Datenfenster werden des weiteren Signale, die von der **1-Zone 10 zu der 32-Zone 11 ausgesandt werden sollen, von der ft2-Zone 11 zu der #3-Zone 12 und von der «3-Zone zu der ^1-Zone 10 geschaltet. Ein weiteres Synchronesierungsfenster ist vorgesehen und in seinem Zeitspalt werden ausgesandte Signale von den φ}1-, Φ|2- und #3-Zonen 10, 11 und geschaltet, um diese jeweils zu den Zonen zurückzuführen, und werden zur Synchronisation der Bodenstationen mit dem Satelliten verwendet.

Wie oben beschrieben wurde, wird der Schaltkreis 3 in dem Satelliten 1 für die jeweiligen vorbestimmten Zeitspalte umgeschaltet, so daß es für einen Nachrichtenverkehr zwischen den Bodenstationen notwendig ist, einen gewünschten Zeitspalt genau aufzufassen. Demgemäß ist es in dem IPalle, in dem eine bestimmte Bodenstation eine Aussendung beginnt, insbesondere

η 9 ?, ft 6 / η 7 7 ■?,

wichtig, eine Erfassungssteuerung zur Synchronisation der Zeitsteuerung des Satelliten mit der Zeitsteuerung der Bodenstation zu erreichen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein System zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine Erfassungssteuerung zur Synchronisation der Zeitsteuerung eines Satelliten mit der Zeitsteuerung einer Bodenstation in dem SDMA/TDMA-System wirksam auszuführen.

Des weiteren soll mit der Erfindung ein System geschaffen werden, um eine Erfassungssteuerung in dem Fall wirksam auszuführen, in dem das SH-Verhältnis des empfangenen Erfassungssignals sehr schlecht ist.

Gemäß dem Erfassungssystem nach der Erfindung wird bei dem

SDMA/TDMA-System, bei dem ein Synchronisationssignalempfangszeitspalt und mehrere Datensignalempfangszeitspalte für einen Nachrichtenverkehr zwischen vorbestimmten Bodenstationsgruppen und zwischen Bodenstationen einer Gruppe auf der Basis eines Zeitsteuersignals in einem Satelliten umgeschaltet werden, ein Erfassungssignal mit mehreren verschiedenen Signalarten von der vorstehend erwähnten Bodenstation ausgesandt, wobei deren Sendezeitspalt in einer ersten Ablenlcbetriebsart verschoben wird, und wenn ein Teil des oben erwähnten Erfassungssignals empfangen wird, wird das Erfassungssignal ausgesandt, wobei dessen Sendezeitspalt in einer zweiten Ablenkbetriebsart verschoben wird, wodurch die Erfassungssteuerung ausgeführt wird, um die Bodenstation mit dem Satelliten so zu synchronisieren, daß die vorstehend erwähnten mehreren Signalarten in dem Erfassungsignal in vorbestimmten Betriebsarten empfangen werden können.

Des weiteren wird in dem Pail, in dem das SN-Verhältnis des empfangenen Erfassungssignals sehr verschlechtert ist oder in dem verhindert wird, daß ein Zugriff einer Bodenstation

^r> 09886/077 P

zu dem Satelliten von einer anderen Bodenstation derselben Gruppe, die bereits den Zugriff zu dem Satelliten hat, gestört wird, ein Bezugszeitspalt, in dem das vorstehend erwähnte Erfassungssignal empfangen werden wird, erzeugt und in diesem Bezugszeitspalt wird das Erfassungssignal durch mehrere Abtasttakte abgetastet. Durch Integrieren des Abtastergebnisses für mehrere Rahmen wird die Breite des Empfangs des Erfassungssignals bestimmt und auf der Basis der Empfangsbreite wird eine Erfassungssteuerung ausgeführt, um eine Synchronisation der Bodenstation mit dem Satelliten zu erreichen.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung beschrieben, in der sind

Fig. 1 eine Darstellung zur allgemeinen Erläuterung des SDMA/TDIiA-Satellitennachrichtensystems, bei dem die Erfindung angewendet wird,

Pig. 2(A) und (B) Darstellungen von Rahmenausbildungen zur Verwendung bei dem SDMA/TDMA-Nachrichtensystem ,

Pig. 3 eine Darstellung der Prinzipien einer Erfassungssteuerung nach der Erfindung,

Pig. 4(A) bis (G-) Diagramme, welche schematisch ein Beispiel der Verarbeitung zum Bestimmen der empfangenen Impulsbreite eines Erfassungssignals nach der Erfindung zeigen,

Pig. 5 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer Bodenstation zum Ausführen der Verarbeitungen, die in den Diagrammen der Pig. 3 und 4 gezeigt sind,

Pig. 6 ein detailliertes Blockschaltbild des Aufbaus der Pig. 5 und

Pig. 7 bis 9 jeweils ein Beispiel einer Schaltung der Hauptteile in Pig. 6.

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Die Erfassungssteuerung wird in dem Pall ausgeführt, in dem eine Bodenstation einer Zone zuerst Zugriff zu einem Satelliten hat und in dem ein solcher Zugriff .in dem Zustand ausgeführt wird, in dem eine oder mehrere Bodenstationen bereits Zugriff zu dem Satelliten haben.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich zuerst auf den ersten und dann auf den letzteren Pail.

In Pig. 3 bezeichnet 13 ein Erfassungssignal zur Verwendung bei der Erfindung, das aus einem Burstsignal einer Frequenz F1, das für dieselbe Zeitperiode (6/Us) wie das in Pig. 2 gezeigte Synchronisierungsfenster ausgesandt wird, und einem Burn+.-· . ' reiner Frequenz P2 besteht, das in gleicher Weise fur υ,uci auögeaandt wird. 14- bezeichnet das Synchronisierungsfenster, das der Zeitspalt ist, in dem ein ausgesandtes Signal von einer bestimmten Bodenstation zu der Zone zurückgeführt wird, zu der die Bodenstation gehört. 15 bezeichnet das in Pig. 2 gezeigte #2-Datenfenster, das ein Zeitspalt ist, der wenigstens 12/Us gegeben ist und zu dem ein ausgesandtes Signal von einer bestimmten Bodenstation zu der Zone zurückgeführt wird, zu der die Bodenstation gehört, wie in dem Pail mit dem Synchronisierungsfenster.

Unter der Annahme, daß eine bestimmte Bodenstation das Erfassungssignal 13 für die Erfassungssteuerung aussendet, ist es unmöglich vorherzusagen, welche Phasenbeziehung das Erfassungssignal 13 auf dem Satelliten haben wird, wenn dies den Satelliten erreicht hat. Demgemäß treten Pälle auf, bei denen das Erfassungssignal in der Phase vollständig verschoben ist, wie in Pig. 3 gezeigt ist, und nicht von der Bodenstation aufgefaßt werden kann. In diesem Falle sendet bei der vorliegenden Erfindung die Bodenstation das Erfassungs signal 13 aus, während die Sendezeitsteuerung in Übereinstimmung mit einer ersten Ablenkbetriebsart, wie in Pig. 3(A) gezeigt ist, wesentlich (z.B. 6/us) verschoben wird. Danach wird die Sendezeitsteuerung in gleicher Weise in Übereinstimmung mit der ersten Ablenkbetriebsart verschoben,

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und wenn ein Teil des Erfassungssignals 13 empfangen wird, wie in Pig. 3(B) gezeigt ist, schaltet die Bodenstation die Zeitsteuerverschiebung des Erfassungssignals 13 in eine zweite Ablenlcbetriebsart, um die Zeitsteuerung z.B. um 0,3/us zu verschieben (Fig. 3(C) und (D)).

Unter der Annahme, daß in dem obigen Zustand der gesamte Teil des Erfassungssignals 13 in einem Zeitspalt empfangen wird, der größer als 6/us ist, wie in Fig. 3(D) gezeigt ist, schaltet, da dies einschließt, daß das Signal in dem in Fig. gezeigten #2-Datenfenster aufgefaßt wird, die Bodenstation wieder die Zeitsteuerverschiebung in die erste Ablenlcbetriebsart, um die Sendezeitsteuerung um 6/us zu verschieben (Fig.3(E), (F) und (G)).

Wenn ein Teil des Erfassungssignals 13 dann wieder empfangen wird, wie in Fig. 3(6·) gezeigt ist, wird die Bodenstation in die zweite Ablenlcbetriebsart (Fig. 3(H) und (I)) geschaltet. Während der Verschiebung in die zweite Ablenlcbetriebsart, wenn das Burstsignal der Frequenz F1 für 3/us empfangen wird und wenn das Burstsignal der Frequenz F2 in gleicher Weise für 3 /us empfangen wird, bedeutet dies, daß das ausgesandte Erfassungssignal 13 genau in dem Synchronisierungsfenster 14 mit dem Zeitspalt von 6/us aufgefaßt wird. Dies schließt ein, dass die Bodenstation und der Satellit genau miteinander synchronisiert werden. Dann wird die Erfassungssteuerung beendet und danach wird ein Synchronisationssignal ausgesandt, um '' dadurch die so erreichte Synchronisierung zu überwachen.

Bej. dem SDMA/TDMA-System wird die Erfassungs steuerung so ausgeführt, wie es oben unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben wurde. In dem Fall, in dem das SN-Verhältnis sehr verschlechtert ist oder in dem das Erfassungssignal auf ein Signal mit einem derart niedrigen Pegel beschränkt wird, daß keine Störung einer anderen Bodenstation derselben Zone auftritt, die bereits Zugriff zu dem Satelliten hat, treten jedoch Fälle auf, bei denen es sehr schwierig ist, die Impulsbreite

π η s β η ε / η 11 β

durch Verwendung eines Ausgangssignals direkt zu bestimmen, das durch, eine quadratische Gleichrichtung des empfangenen Erfassungssignals erhalten wird.

Um dies zu vermeiden, verwendet die vorliegende Erfindung eine solche Verarbeitung, wie sie in Pig. 4 schematisch gezeigt ist, um genau die empfangene Impulsbreite des Erfassung ssignals zu bestimmen. Es wird nämlich angenommen, daß ein Signal mit einer solchen Impulsbreite, wie sie in Pig. 4(A) gezeigt ist, erhalten werden soll, jedoch wird in der Praxis dieses Signal in einer solchen Form empfangen, wie sie in Pig. 4(B) gezeigt ist, in der das Verhältnis von Signalleistung zu Rauschleistung verschlechter ist.

Durch Abschneiden bei einem bestimmten Schwellwertpegel wird das Signal der Pig. 4(B) derart, wie es in Pig. 4(C) gezeigt ist. Wie in Pig. 4(D) veranschaulicht ist, wird ein Bezugszeitspalt vorgesehen, in dem das Erfassungssignal empfangen werden wird, und das Signal der Pig. 4(C), das in dem Bezugszeitspalt erhalten wird, wird durch mehrere Abtasttakte abgetastet.

Durch Abtasten des Signals der Pig. 4(C), wie oben erwähnt, wird ein Pegel "1" oder "O" für Jeden Takt in Abhängigkeit von der Anwesenheit oder Abwesenheit des Signals erzeugt. Das Ergebnis der Abtastung eines Rahmens wird derart, wie oben beschrieben, jedoch wird durch Integrieren des obigen Ergebnisses der Abtastung von z.B. 64 Rahmen ein solches Speicherergebnis erhalten, wie es in Pig. 4(P) gezeigt ist. Unter der Annahme, daß die in Pig. 4(A) gezeigte Impulsbreite eine solche ist, wie sie ursprünglich erhalten werden soll, ist die Möglichkeit, daß das Signal "1" zum Abtasttaktzeitpunkt entsprechend der Impulsbreite erhalten wird, im Vergleich mit anderen Fällen groß. Demgemäß wird eine Impulsbreite, wie sie in Pig. 4(G-) gezeigt ist, erhalten, indem ein solcher AbtasttaktZeitpunkt vorgesehen wird, daß das gespeicherte Ergebnis oberhalb eines mittleren Wertes vorhanden ist. Diese Impulsbreite soll mit der in Fig.4(A)

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gezeigten Impulsbreite zusammenfallen und diese Impulsbreite wird als empfangene Impulsbreite des Erfassungssignals betrachtet.

Auf der Basis der oben erwähnten empfangenen Impulsbreite wird nämlich eine solche Erfassungssteuerung ausgeführt, wie sie im Zusammenhang mit Pig. 3 beschrieben ist.

Pig. 5 ist ein Blockschaltbild eines Beispiels der Bodenstation, welche die Verarbeitungen nach den Diagrammen in den Fig. 3 und 4 ausführt. In Pig. 5 bezeichnen 16 und 17 Oszillatoren, 18 und 19 Schaltkreise, 20 einen Hybridkreis, 21 einen Umschalter, 22 einen Verstärker, 23 ein Dämpfungsglied, 24 einen Hybridkreis, 25 und 26 Antennen, 27 einen Hybridkreis, 28 ein Dämpfungsglied, 29 einen Verstärker, 30 einen Umschalter, 31 einen Hybridkreis, 32 und 33 Bandpaßfilter, 34 und 35 Detektoren, 36 und 37 Komparatoren, 38 und 39 Impulsbreitedetektoren, 40 einen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis, 41 einen Sendep_#hasensteuerkreis, 42 einen Penstererzeugungskreis und 43 einen UlTD-T or kr eis.

In dem Pail, in dem eine andere Bodenstation, z.B. derselben Zone, bereits Zugriff zum Satelliten hat, wie vorstehend erwähnt wurde, wird ein Erfassungssignal, das so ausgesandt wird, daß es nicht die oben erwähnte Bodenstation stört,

auf einen niedrigen Pegel unterdrückt. Zu diesem Zweck wird gemäß Pig. 5 ein Erfassungssignalpegel-Schaltsignal erzeugt und die Schalter 21 und 30 werden in ihren unteren Lagen eingestellt. Gleichzeitig wird eine Empfangszeitsteuerung der anderen Bodenstation empfangen und auf der Basis dieser Empfangszeitsteuerung wird der Penstererzeugungskreis 42 gesteuert, um ein Penster (Pig. 4(D)) zu erzeugen, das den Impulsbreitedetektoren 38 und 39 zugeführt wird.

In diesem Zustand wird ein Signal der Prequenz P1, das von dem Oszillator 16 abgeleitet wird, durch den Schaltkreis dem Hybridkreis 20 für 6/us zugeführt. Dann wird ein Signal der Prequenz P2, das von dem Oszillator 17 abgeleitet ist,

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durch, den Schaltkreis 19 dem Hybridkreis 20 für 6 als'zugeführt. Das Burstsignal (13 in Fig. 3), das aus diesen beiden kontinuierlichen Signalen mit verschiedenen Frequenzen besteht, wird zu dem Satelliten 1 über den Schaltkreis 21, das Dämpfungsglied 23, den Hybridkreis 24 und die Antenne 25 ausgesandt, nachdem sein Sendepegel verringert worden ist. Das Burstsignal wird nämlich ausgesandt, nachdem sein Pegel verringert worden ist, um zu verhindern, daß es die andere Bodenstation stört. Ein Signal von dem Satelliten 1 wird durch die Antenne 26 empfangen und dem Hybridkreis 31 über den Hybridkreis 27, den Verstärker 29 und den Schalter 30 zugeführt. Auch nach der Verstärkung durch den Verstärker hat das empfangene Signal ein derart verschlechtertes SN-Verhältnis, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Die Komponente der Frequenz F1 des empfangenen Signals, die ein derart verschlechtertes SN-Verhältnis hat, wird durch das Filter 32 und den Detektor 34 aufgefunden. Die Komponente der Frequenz F2 wird in gleicher Weise durch das Filter 33 und den Detektor 35 aufgefunden. Die aufgefundenen Ausgangssignale werden jeweils den Komparatoren 36 und 37 zugeführt, wodurch geprüft wird, ob die aufgefundenen Signal— pegel jeweils oberhalb vorbestimmter Schwellwertpegel oder nicht sind, d.h. die Ausgangssignale von den Komparatoren nehmen eine solche Wellenform an, wie es in Fig. 4(G) dargestellt ist.

Diese Ausgangssignale werden jeweils den Impulsbreitendetektoren 38 und 39 zugeführt und dann dadurch in ihren Impulsbreiten bestimmt. In diesem Fall werden beide Impulsbreitendetektoren 38 und 39 mit dem Fenster gespeist und sind in der Lage, eine solche Verarbeitung auszuführen, wie sie voranstehend in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben wurde.

Die auf diese Weise aufgefundenen Impulsbreiten werden dem Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis 40 zugeführt, um einen Phasenfehler zu prüfen. Bis das Erfassungssignal in einer genauen Phasenbeziehung empfangen ist, wie voranstehend

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unter Bezugnahme auf Pig. 5 beschrieben wurde, wird der Sendephasensteuerkreis 41 gesteuert, um die Erfassungssignalsende ze it steuerung in die erste oder zweite Ablenkbetriebsart zu verschieben. Wenn das Erfassungssignal korrekt aufgefaßt ist, wird der UND-Torkreis 43 eingeschaltet, um ein Synchronisationssignal zu erzeugen.

Wenn das Erfassungssignal mit einem hohen Pegel ausgesandt werden kann, werden die Schalter 21 und 30 in ihre oberen Stellungen umgeschaltet. Auch in diesem Pail ist es möglich, ein Fenster vorzusehen und eine solche Verarbeitung auszuführen, wie voranstehend unter Bezugnahme auf Pig. 4 beschrieben wurde.

Gemäß Pig. 6 werden Signale P1 und P2, die von den Oszillatoren 16 und 17 abgeleitet sind, deren Prequenzen jeweils z.B. 127,5 MHz und 152,5 MHz sind, jeweils durch FSK-Schaltkreise 18 und 19 geschaltet, um dem Hybridkreis 20 für 6/us zugeführt zu werden. Das Ausgangssignal von dem Hybridkreis 20 wird durch gekoppelte Schaltkreise 21 und 30 in einer Erfassungsbetriebsart, wie das bei Pig. 5 der Pail ist, geschaltet. Eine anfängliche Erfassung wird nämlich gestartet, indem eine Erfassungsbetriebsart 1.ACQ/ 2.ACQ zu einer Erfassungssteuereinrichtung 44 bezeichnet wird, die in Pig. aus Gründen der Kürze der Beschreibung an der Ausgangsseite weggelassen ist, und indem ein Erfassungsstartsignal daran angelegt wird, das nachfolgend mit ACQ-Startsignal bezeichnet wird.

Nach Empfang des ACQ-Startsignals steuert die Erfassungssteuereinrichtung 44 einen Steuer -Flip-Flop, um ein EIN/AUS-Signdl in seinen Einzustand zu bringen. Das EIN/AUS-Signal wird an einen Erfassungsgenerator 55 angelegt, durch den EIN/AUS-Steuersignale für die Signale P1 und P2 der Breite von 6/us, die durch ein Sendezeitsteuersignal eines variablen Dividierers 52 gestartet werden, den Schaltkreisen 18 und zugeführt werden, um deren Schaltoperation zu steuern. Die Signale P1 (127,5 MHz) und P2 (152,5 MHz), die jeweils durch

Π09ΒΒ6/077Ρ

die Schaltkreise 18 und 19 getastet werden, werden miteinander in dem Hybridkreis 20 kombiniert. Das zusammengesetzte Signal wird auf den Verstärker 22 (1.ACQ) und das Dämpfungsglied 23 (2.ACQ) über den Schaltkreis 21 verteilt, der in Übereinstimmung mit den vorstehend erwähnten Erfassungsbetriebsarten umgeschaltet wird, und die verteilten Signale werden durch den Hybridkreis 24 zusammengefaßt, um ein zusammengesetztes Signal zu erzeugen, das ein IF-Ausgangssignal eines z.B. 140 MHz-Frequenzbandes ist und das von der Antenne 25 nach Frequenzumsetzung ausgesandt wird. Ein von dem Satelliten 1 zurückreflektiertes Signal wird in der Frequenz umgesetzt und wird ein IF-Signal eines 140 MHz-Frequenzbandes und wird dem Hybridkreis 27 zugeführt und dann dem Hybridkreis 51 über das Dämpfungsglied (1.ACQ) und den Verstärker 20 (2.ACQ) in Übereinstimmung mit den vorstehend erwähnten Erfassungsbetriebsarten und über den Schaltkreis 30 zugeführt. Das auf diese Weise an den Hybridkreis 31 angelegte Signal wird auf die Schmalbandpaßfilter 32 und 33 für die Signale F1 (127,5 MHz) und F2 (152,5 MHz) verteilt und dann werden ihre Pegel durch die AGC-Verstärker 341 und 351 zum Kompensieren von Eingangssignalpegeländerungen verteilt. Wenn die Erfassungssignale F1 und F2 empfangen werden, werden sie durch die Pegeldetektoren 342 und 352 bezüglich ihrer Hüllkurve bestimmt, worauf durch die Komparatoren 36 und 37 geprüft wird, ob sie oberhalb vorbestimmter Schwellwertpegel liegen oder nicht. Dann werden sie in logische Pegel umgesetzt und den F1- und F2-Signaldetektoren 46 und 47 der F1- und F2-Impulsbreitendetektorkreise 38 und 39 jeweils zugeführt.

Die vorstehend beschriebenen Kreise haben im wesentlichen denselben Aufbau und dieselben Funktionen wie diejenigen Kreise, die mit denselben Bezugszahlen in Fig. 5 bezeichnet sind. In Fig. 6 sind detaillierte Schaltungsanordnungen entsprechend denjenigen beschrieben, die den oben beschriebenen Kreisen folgen, d.h. die Impulsbreitendetektoren 38 und 39, der Phasenfehlerbestimmungs- und -steuerkreis 40,

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der Sendephasensteuerkreis 41 usw. Nachfolgend werden diese Kreise beschrieben.

Bevor die Impulsbreitendetektoren 38 und 39 beschrieben werden, werden Aufbau und Wirkungsweise der Erfassungssteuereinrichtung 44 zum Ausführen der Erfassungszeitsteuerung in bezug auf diese erläutert. Wie in den Pig. 6 und 7 gezeigt ist, wird nämlich ein Zeitsteuersignal mit einer Periode von 600 ms von einem Steuerintervallzeitgeber 54 als ein Eingangssignal zu einem UNO-Torkreis 61 und als ein Taktsignal eines JK-Elip-Flop 62 verwendet. Das ACQ-Startsignal von der Außenseite und ein Schlußsignal ENDE von dem logischen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis 40, der später beschrieben wird, werden jeweils den J- und K-Anschlüssen des JK-I¹Iip-ΙΊops 62 zugeführt. Das Q-Ausgangssignal von dem JK-Plip-Plop 62 wird als ein EIN/AUS-Signal für einen Erfassungssignalgenerator 55 und als das andere Eingangssignal zu dem UND-Torkreis 61 verwendet. Das Ausgangssignal von dem UND-Torkreis 61 wird als Startsignal für die Impulsbreitendetektoren 38 und 39 verwendet. Das Schlußsignal ENDE von dem logischen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis 40 wird als Befehl eines ausgesandten Synchronisierungssignals verwendet.

Dann wird ein Erfassungsbetriebsart-(1.ACQ/2.ACQ)-Auswahlsignal von außen zugeführt und zum Umschalten der Schaltkreise 21 und 30 verwendet. Dieses Signal wird des weiteren an einen UND-Torkreis 63 zusammen mit dem Signal ίΊ von dem I¹I-Signaldetektor 46 des Impulsdetektors angelegt. Darüber hinaus werden ein umgekehrtes Ausgangssignal, das von dem Erfassungsauswahlsignal abgezweigt ist, und ein Synchronisierungsfenstersignal, das von einem Synchronisierungssignalempfangsteil der anderen Bodenstation zugeführt wird, die bereits den Satelliten belegt hat, beide an einen UND-Torkreis 64 angelegt. Die Ausgangssignale von diesen UND-Torkreisen 63 und 64 werden einem ODER-Kreis 65 zugeführt, um

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eine logische Summe zu erhalten. Dieses Ausgangssignal wird als eine Rahmenzeit steuerung an die F1- und F2-Signaldetektoren 46 und 47 und an einen 64-Rahmen-Zähler 45 angelegt. Auf diese Weise wird die Funktion des in Fig. 5 gezeigten Fenstergenerators 42 abgeschlossen.

Gemäß Fig. 6 werden die Aus gangs signale von den vorstehend erwähnten Komparatoren 36 und 37, d.h. die SignaHß F1 und F2, jeweils an einen F1-Signaldetektor 46 und einen F1-Längenmeßkreis 48 und an einen F2-Signaldetektor 46 und einen F2-Längenmeßkreis 49 der Impulsbreitendetektoren 38 und 39 angelegt, die von gestrichelten Linien umgeben sind. Auf diese Weise werden die F1- und F2-Signaldetektoren 46 und 47 durch das Rahmenzeitsteuersignal von der vorstehend erwähnten Erfassungssteuereinrichtung 44 gesteuert und die F1- und F2-längenmeßkreise 48 und 49 werden durch ein Meßstartsignal von dem 64-Rahmen-Zähler 45 gesteuert, wodurch genaue Impulsbreiten in Übereinstimmung mit den Prinzipien bestimmt werden, die voranstehend im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben sind. Dann werden die aufgefundenen Ausgangssignale dem logischen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis 40 zugeführt.

Fig. 8 zeigt ein Beispiel eines der F1- und F2-Signaldetektoren 46 und 47» der F1- und F2-Längenmeßkreise 48 und 49 und des logischen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreises 40.

In den F1- und F2-Signaldetektoren 46 und 47 wird das Rahmenzeltsteuersignal von der Erfassungssteuereinrichtung 44 einem 40-Bit-Schieberegister 71 zugeführt, um Zeitsteuersignal #1 bis 4440 zu erzeugen. Die Zeitsteuersignale #1 bis #2·

werden jeweils an 30 Zähler (tf1) 73 bis (#20) 7320 über UND-Torkreise 721 bis 7220 parallel zu dem F1-Ausgangssignal von dem Komparator 36 angelegt, um die Anwesenheit des Signals F1 für jedes Zeitsteuersignal zu bestimmen, und die Zähler zählen jeweils aufwärts entsprechend der Anwesenheit des Signals F1. In gleichartiger Weise werden die Zeitsteuersignale #21 bis #40 von dem Schieberegister 71 jeweils an

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30 Zähler («=21) 7321 bis (&A-O) 7340 über UND-Torkreise 7221 bis 7240 parallel zu dem ]?2-Ausgangssignal von dem

Komparator 37 angelegt, um die Zähler aufwärts zu zählen. Wenn die Zähler 731 bis 7320 und 7321 und 7340 30 aufwärts zählen, erzeugen sie Überlaufsignale. Jedesmal wenn das Startsignal von der Erfassungssteuereinrichtung 44 zugeführt wird, stellen die F1- und E2-Signaldetektoren 46 und 47 die 30 Zähler 731 bis 7340 zurück und wiederholen die obigen Operationen.

Als nächstes wird in den F1- und I^-Längenmeßkreisen 48 und 49 nach Empfang des Meßstartsignals von dem 64-Rahmen-Zähler 45 eine Information über den oben erwähnten Überlauf von den 30 Zählern 731 bis 7320 (fc1 bis #20) und 7321 bis 7340 (t*21 bis #40) an jedes der 20-Stufen-Schieberegister 75 und 76 angelegt und die Zahlen der Bits des Überlaufs werden jeweils durch die Zähler 77 und 78 gezählt. Die Ausgangssignale von den Zählern 77 und 78 zeigen jeweils die Längen der Signale I¹I und 3?2 an. In dem logischen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis 40 der vorangehenden Stufe wird das Ausgangssignal von dem Zähler 77 mit den Schwellwerten "2", "12" und "8" jeweils in den Komparatoren 79, 792 und 793 verglichen, und ein Ausgangssignal größer als "2" wird an einen TJND-T orkr eis 811 angelegt, ein Ausgangs signal kleiner als oder gleich "2" wird an einen UND-Torkreis 812 angelegt und ein Ausgangssignal kleiner als "12", jedoch größer als "8", wird an einen UND-Torkreis 814 über einen UND-Torkreis 813 angelegt. Dann wird das Ausgangssignal von dem Zähler 78 mit den Schwellwerten "12" und "8" jeweils in Komparatoren 801 und 802 verglichen und ein Ausgangssignal kleiner als "12", jedoch größer als "8", wird an einen UND-Torkreis 815 angelegt. Das Ausgangssignal von dem UND-Torkreis 815 wird an den anderen Eingang des UND-Torkreises 814 angelegt und ein umgekehrtes Ausgangssignal, das von dem Ausgangssignal des UND-Torkreises 814 abgezweigt wird, wird an die anderen Eingänge der UND-Torkreise 811 und 812 angelegt. Auf diese Weise wird, wenn die Länge des Signals P1

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3/20 £ P1 £. 2/20 ist, ein Verse hie bungs signal von 6/us von dem UND-Torkreis 812 abgeleitet. Wenn 9/29 = P1 und P2 = 11/20 gelten, wird ein Schlußsignal von dem UND-Iorkreis 814 abgeleitet. Auf diese Weise wird ein Schalten des Verschiebungssignals in Übereinstimmung mit denselben Prinzipien ausgeführt, die oben im Zusammenhang mit Pig. 3 beschrieben wurden.

Gemäß Pig. 6 werden die Verschiebungssignale von 300 ns und 6/us, die Ausgangssignale von dem logischen Phasenfehlerauffindungs- und -steuerkreis 40 sind, der Teilungsverhältnissteuereinrichtung 51 des Sendephasensteuerkreises 41 zugeführt, der von einer gestrichelten Linie umgeben ist. Durch ein Einstellzeitsteuersignal von einem Steuerintervallzeitgeber 54 werden ein Pehlerspeicherzähler, der den Hauptteil der Teilungsverhältnissteuereinrichtung 51 bildet, und Phasenverschiebungssignale Ή und IT—12 an einen Rahmenzähler eines variablen Dividierers 52 angelegt, der mit einem 40 MHz-Oszillator 53 verbunden ist. Bis der Pehlerspeicherzähler der Teilungsverhältnissteuereinrichtung 51 bis auf Null herabgezählt hat, wird eine Phasenverschiebung von 12 Symbolen, d.h..300 ns, bei 40 MHz pro Rahmen ausgeführt, um schrittweise herunterzuzählen. Danach wird ein Überlaufsignal als Sendezeitsteuersignal an den oben erwähnten Steuerintervalltaktgeber 54 und an einen Erfassungssignalgenerator 55 angelegt, durch den die EIW/AUS-Signale für die Signale P1 und P2 an die Schaltkreise 18 und 19 angelegt werden können, während sie um eine vorbestimmte Zeitperiode verzögert werden.

Das Schlußsignal, das von dem logischen Phasenfehlerauffindungsund -steuerkreis 40 abgeleitet wird, wird des weiteren der Erfassungssteuereinrichtung 44 zugeführt, um die EIN/AUS-Signale in den Aus-Zustand zu bringen, um die Aussendung des Erfassungssignals zu stoppen, und gleichzeitig wird das Synchronisierungssendesignal zu einem Synchronisierungssignal-Sendeteil ausgesandt, um die Aussendung eines Synchronisierungssignals zu starten, wodurch die anfängliche Erfassung beendet wird.

50Π886/077Γ.

I¹Ig. 9 zeigt ein Beispiel jeweils der Teilungsverhältnissteuereinrichtung 51, des variablen Dividierers 52 und des Erfassungssignalgenerators 55» was dem Sendephasensteuerkreis 41 in Pig. 5 entspricht.

In der Teilungsverhältnissteuereinrichtung 51 werden die Verschiebungssignale von 300 ns und 6/Us, die von dem logischen Phasenfehierauffindungs- und -steuerkreis 40 der vorangehenden Stufe zugeführt werden, und die beiden Signale, die von dem Einstellzeitsteuersignal geteilt sind, das von dem Steuerintervallzeitgeber 45 zugeführt wird, jeweils an UND-Torkreise 911 und 912 angelegt, um Einstellsignale "Einstellen 1" und "Einstellen 2" zu erzeugen, die in einen Pehlerspeicherzähler 92 eingestellt werden. Eine Phasenverschiebung von 300 ns wird nämlich ein- oder zwanzigmal ausgeführt .

Als nächstes werden in der Stufe des variablen Dividierers das Ausgangssignal von dem Fehlerspeicberzähler 92 und sein umgekehrtes Ausgangssignal jeweils über UND-Torkreise 931 und 932 an einen Rahmenzähler 94 angelegt, der mit einem 40 MHz-Oszillator 95 verbunden ist. Das Ausgangssignal von dem Rahmenzähler 94 wird abgezweigt, um zu den anderen Eingängen der UHD-Torkreise 931 und 932 und zu dem Fehlerspeicherzähler 92 rückgekoppelt zu werden. Polglich wird eine Phasenverschiebung des Rahmenzählers 94 über den UND-Torkreis durch ein N-12-Signal von 12 Symbolen, d.h. 300 ns bei 40 MHz pro Rahmen, ausgeführt und jedesmal, wenn eine solche Phasenverschiebung ausgeführt wird, zählt der Pehlerspeicherzähler 92 schrittweise abwärts. Bis der Inhalt des Rahmenzählers bis auf Null heruntergezählt ist, legt auf diese Weise der Rahmenspeicherzähler 94 ein Überlaufsignal an den Erfassungssignalgenerator 55 und den Steuerintervallzeitgeber 54 an.

In dem Erfassungssignalgenerator 55 wird ein Sendezeitsteuersignal, welches das Ausgangssignal von dem Rahmenzähler 94 ist, an zwei in Reihe geschaltete 6/US-Verzögerungskreise 96 und 97 angelegt und die Ausgänge davon werden an die

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Einstell- und Rückstell-Anschlüsse der Steuer-Flip-Flops 99 und 100 angelegt. Die Q-Ausgänge von diesen Flip-Flops 99 und 100 werden jeweils an die UND-Torkreise 101 und 102 angelegt und gleichzeitig wird ein EIN/AUS-Signal von der Erfassungssteuereinrichtung 44 angelegt. Das EIN/AUS-Signal wird in den Einzustand durch ein Anlegen des ACQ-Startsignals von außen gebracht, um von den Ausgängen der UND-Torkreise 101 und 102 die EIN/AUS-Signale von 6/us jeweils für die Signale F1 und F2 abzuleiten.

In dem Fall, in dem das Schlußsignal erzeugt wird, bringt des weiteren die Erfassungssteuereinrichtung 44 das EIN/AUS-Signal in den Auszustand, um eine Aussendung des Erfassungssignal zu stoppen, und legt gleichzeitig das Synchronisierungssendesignal an die Sync hronis ierungs aus Sendung des Synchronesierungssignals, wodurch die anfängliche Erfassung beendet wird.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß der Erfindung bestimmt, daß z.B. zwei Signale der Frequenzen F1 und F2 jeweils für dieselbe Zeitperiode, d.h. 3/us, wie in Fig. 3 gezeigt ist, empfangen werden, so daß die Bestimmung leicht und sehr genau ist. Da das Erfassungssignal in der ersten oder zweiten Ablenkbetriebsart, die in geeigneter Weise geschaltet ist, verschoben wird, wird des weiteren die Zeit für die Erfassungssteuerung verkürzt. In Abhängigkeit davon, ob die beiden Signale der unterschiedlichen Frequenzen für mehr als 6/us insgesamt empfangen werden oder nicht, kann darüber hinaus in Erfahrung gebracht werden, ob das Erfassungssignal durch das Synchronisierungsfenster oder durch das #2-Datenfenster aufgefaßt worden ist, so daß kein Fehler in die Snychronisation eingeführt wird.

Gemäß der Erfindung kann des weiteren, wie unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wurde, auch in dem Fall, in dem das SN-Verhältnis des empfangenen Erfassungssignals sehr verschlechtert ist, eine Erfassungssteuerung für eine genaue Synchronisation ausgeführt werden. Dies ist insbesondere nützlich, wenn auf eine Störung einer anderen Bodenstation Rücksicht genommen werden muß.

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Claims

- ¹9 - 2^07609

Patentansprüche

1 J Erfassungssystem für ein SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystem, bei dem ein Synchronisationssignalerapfangszeitspalt und mehrere Datensignalempfangszeitspalte zum Rückführen eines Synchronisationssignals, das von jeder Bodenstation für einen Nachrichtenverkehr zwischen vorbestimmten Gruppen von Bodenstationen und zwischen den Bodenstationen jeder Gruppe ausgesandt wird, auf der Basis eines Zeitsteuersignals eines Satelliten umgeschaltet werden,- dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenstation Einrichtungen zum Aussenden eines Erfassungssignals, das aus mehreren unterschiedlichen Signalarten besteht, während sein Sendezeitspalt in einer ersten Ablenkbetriebsart verschoben wird, und Einrichtungen zum Senden des Erfassungssignals, während sein Sendezeitspalt in einer zweiten Ablenkbetriebsart verschoben wird, die von der ersten Ablenkbetriebsart geschaltet wird, wenn ein Teil des Erfassungssignals empfangen wird, enthält, wobei eine Steuerung ausgeführt wird, um eine Synchronisation der Bodenstation mit dem Satelliten so zu erhalten, daß die mehreren Signalarten in dem Erfassungssignal in vorbestimmten Betriebsarten empfangen werden können.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erfassungsignal aus zwei Signalen verschiedener Frequenzen besteht, wobei die längen der beiden Signale jeweils so ausgewählt sind, daß sie der Breite des Synchronisierungssignalempfangsbandes gleich sind.
3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugriff einer weiteren Bodenstation derselben Gruppe zu dem Satelliten bestimmt wird und daß das Erfassungssignal bei einem niedrigen Pegel ausgesandt wird.
4. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum vorherigen Einstellen eines Bezugszeitspaltes, in dem das Erfassungssignal empfangen werden wird, wenn eine andere Bodenstation derselben Gruppe bereits den Satelliten

belegt hat, durch. Einrichtungen zum Abtasten des empfangenen Erfassungssignals mit mehreren Abtasttakten in dem Bezugszeitspalt und durch Einrichtungen zum Integrieren des Ergebnisses der Abtastung für mehrere Rahmen, um die empfangene Breite des empfangenen Erfassungssignals zu bestimmen, wobei eine Steuerung ausgeführt wird, um eine Synchronisation der Bodenstation mit dem Satelliten auf der Basis der empfangenen Breite zu erhalten.

D 3 G 8 G / 0 7 7 Γ

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