DE2507610B2 - Sendephasensteuersystem für ein mit Richtstrahlenantennen versehenes SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Sendephasensteuersystem eines Synchronisationsbursts für ein mit Richtstrahlantennen versehenes SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystem mit Bodenstationen und einem Satelliten.

Bei diesem System sendet eine auf dem Satelliten angeordnete Richtstrahlantenne in einer relativ kleinen Zone im Gegensatz zu einer üblichen Globalstrahlantenne. Dabei sind mehrere Richtstrahlantennen auf dem Satelliten angeordnet und jeder Richstrahl entspricht einer Zone, die nicht mit den Zonen anderer Richstrahlen interferiert Dieselbe Frequenz wird gemeinsam für die jeweiligen Richstrahlen verwendet und ein Mehrfachzugriff wird ausgeführt Auf dem Satelliten ist eine Schaltmatrix mit Eingängen und Ausgängen angeordnet, die jeweils den Richtstrahl-

zonen entsprechen, und Aussendung und Empfang der Signale werden unter den Richtstrahlzonen in Übereinstimmung mit einer Zeitfolge ausgeführt, die durch einen Takt eines Bezugsoszillators in dem Satelliten vorbestimmt ist s

Fig. 1 zeigt schematisch ein SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystem, das nachfolgend der Kürze haibar mit SDMA/TDMA-System bezeichnet wird. Es sind drei Richtstrahlzonen # 1, # 2 und # 3 vorhanden und jede Richtstrahlzone überdeckt drei Bodenstationen. Die Bodenstationen #11, #12 und # 13 gehören nämlich zu der Richtstrahlzone # 1 und die Bodenstationen # 21, # 22 und # 23 und die Bodenstationen # 31, #32 und #33 gehören jeweils zu den Richtstrahlzonen #2und#3.

Auf dem Satelliten ist eine Schaltmatrix SM angeordnet, durch die TDMA-Signale der Richtstrahlzonen # 1, # 2 und # 3 in geeigneter Weise untereinander verbunden werden. Fig.2(a), (b) und (c) zeigen ein Beispie! einer Grundzeittabelle eines Rahmens^ die eine Signalaussendung und -empfang unter den Richtstrahlzonen # t, # 2 und # 3 zeigt F i g. 2(a) zeigt einen Burst, welcher der Schaltmatrix SAi des Satelliten von der Richtstrahlzone # 1 zugeführt wird. In Fig.2(a) bezeichnet SB einen Synchronisationsburst, der von der Richtstrahlzone # 1 abgeleitet und zu dieser zurückgeführt wird. DB bezeichnen Datenbursts, die zeigen, daß Signale von den Bodenstationen # 11, # 12 und # 13 jeweils aufeinanderfolgend zu den Richtstrahlzonen # 3, # 2 und #1 im Zeitmultiplexbetrieb ausgesandt werden. F i g. 2(b) zeigt die Zeitfolge des Schaltens (nachfolgend als Schaltfolge bezeichnet) der Schaltmatrix SM des Satelliten. In F i g. 2(b) bezeichnet 5VV ein Synchronisationsfenster, das ein Zeitspalt ist der zum Rückführen eines Synchronisationsbursts jeder Richtstrahlzone derjenigen Richtstrahlzone zugeteilt ist von welcher er ausgesandt ist DW bezeichnen Datenfenster, die Zeitspalte sind, die zum Aussenden und Empfangen der Datensignale unter den Richtstrahlzonen in vorbestimmter Zeitfolge zugeteilt sind. F i g. 2(c) zeigt einen Burst von der Schaltmatrix SM des Satelliten zu der Richtstrahlzone # 1.

Das Wesen des SDMA/TDMA-Systems besteht darin, daß eine Rahmensynchronisation in Synchronesmus mit der Schaltfolge auf dem Satrlliten ausgeführt wird. Diese Synchronisation wird erhalten, indem der Synchronisationsburst SB von jeder der Bodenstationen jeder Richtstrahlzone zu dem Synchronisationsfenster 5VV auf dem Satelliten ausgesandt wird, um den Synchronisationsburst SB zu steuern, um eine genaue Phasenrelatinn auf dem Satelliten zu erzeugen. Alle Bodenstationen jeder Richtstrahlzone sind aus folgendem Grund zum Obertragen des Synchronisationsbursts SB erforderlich. Bei dem SDMA/TDMA-System garantiert nämlich nur das auf dem Satelliten vorgesehene Synchronisationsfenster 5Wden Zeitspalt zum Zurückführen des Synchronisationsbursts jeder Richtstrahlzone, während das Datenfenster DW, das sin anderer Zeitspalt als das Synchronisationsfenster 5VV ist nicht ω immer für den Zeitspalt für die Verwendung zur Rückführung bürgt In F i g. 2 ist aber der Zeitspalt für die Verwendung zur Rückführung gezeigt Die Bodenstationen jeder Richtstrahlzone senden den Synchronisationsburst 55 zu dem Synchronisationsfenster 5VV es aus, das der ZeitspJt für die Verwendung zur Rückführung ist Folglich teilen die Synchronisationsbursts 50 alier Bodenstatronen jeder Richtstrahlzone das Synchronisationsfenster 5VV zu. Das Verfahren dafür kann z. B. eine Frequenzteilung oder eine Zeitteilung sein.

F jg. 3 erläutert ein Beispiel des Synchronisationsbursts SS und die Art, in welcher die Synchronisation in Fig.2 ausgeführt wird. Dies wird ab PN-PSK

(Pseudorausch-PhasenverschiebungstastungJ-Synchronisationssignal bezeichnet In Fig.3 bezeichnet PW ein Einleitungswort zur Trägerreproduzierung und zur Bitzeitreproduzierung. SIC bezeichnet einen Stationsidentifizierungscode. MB («zeichnet metrische Bits, weiche die zu messenden Bits einschließen. Die Bestimmung der Erzeugung einer Synchronisation mit dem Synchronisationsfenster SW im Fall der Verwendung des Synchronisationsbursts (Signal) SB wird in der folgenden Weise ausgeführt Die metrischen Bits MB des Synchronisationsbursts SB, die aus zwei K Bits zusammengesetzt sind, werden auf dem Synchronisationsfenster 5VK auf dem Satelliten in der Nähe seines Abfalls überlappt und die Differenz zwischen der Zahl der Bits von einem ersten metrischen Mt, das von der Bodenstation genau empfangen worden ΪΛ, zu einem ersten ungenau empfangenen metrischen Bit (da nur Rauschen empfangen wird, nachdem die metrischen Bits durch das Synchronisationsfenster SW abgeschnitten worden sbd, erhöht sich die Wahrscheinlichkeit eines fehlerhaften Empfangs) und des halben K der Zahl aller metrischen Bits wird als Phasenfehler gemessen. Wenn die gemessene Phasendifferenz NuU ist, wird eine vollständige Synchronisation ausgeführt Fig. 3 zeigt demgemäß den Zustand, in dem die vollständige Synchronisation ausgeführt ist Wenn die gemessene Phasendifferenz nicht Null ist hat der Synchronisationsburst SB eine Phasendifferenz relativ zb dem Synchronisationsfenster 5VV, so daß es notwendig ist die Sendephase des Synchrorvisatronsbursts SB auf der Basis des gemessenen Wertes zu steuern bzw. zu korrigieren.

Wie oben beschrieben ist, wird bei dem SDMA/ TDMA-System zum Steuern der Sendephase des Synchronisationsbursts SB jeder Richtstrahlzone ein Zeitspalt zur Rückführung verwendet, der mit Synchronisationsfenster 5 Wder Schaltfolge bezeichnet wird, die auf dem Satelliten erzeugt wird. Durch eine genaue Synchronisation aller Bodenstationen jeder Richtstrahlzone mit dem Synchronisationsfenster 5VV auf dem Satelliten wird nämlich ein normaler Verkehr unter den Punktstrahlzonen möglich gemacht

Bei einem System zum Steuern der Sendephase des Synchronisationsbursts SB des üblichen TDMA-Systems wird, nachdem der Synchronisationsburst SB der Station empfangen worden ist der zu dem vorangehenden Sendephasensteuer(';orrektur)zeitpunkt in der Pha"« korrigiert worden ist eine Phasenfehlermessung einmal ausgeführt und dann wird die Phasenkorrektur auf der Basis des gemessenen Wertes ausgeführt. Bei dem TDMA-System wird nämlich eine Rahmensynchronisation aller Bodenstationen ausgeführt indem die Differenz der Empäangszeit zwischen dem Synchronisationsburst SB einer Bezugsstation der Bodenstationen und dem Synchronisationsbunt SB jeder Station gesteuert wird. Bei dem SDMA/TDMA-System wird jedoch die Phasenfehlermessung ausgeführt, indem das Synchronisationsfenster SW der auf dem Satelliten erzeugten Schaltfolge lusgenutzt wird, indem z. B. der Betrag des Synchronisationsbursts SB bestimmt wird, der durch das Synchronisationsfen.ster 5VV abgeschnitten worden ist, wie oben beschrieben wurde, so daß die

Rahmensynchronisation unter den Richtstrahlzonen wesentlich durch die Anstiegs- und Abfallchrakteristik des Synchronisationsfensters SW und das Rauschen beeinflußt wird. Beim Beispiel der F i g. 3 werden nämlich zu einem bestimmten Meßzeitpunkt die jeweiligen metrischen Bits zu »1« oder »0« für jeden Bit bestimmt. Auch wenn nur Rauschen empfangen wird, beträgt die Wahrscheinlichkeit daß das metrische Bit mit »1« oder »0« bestimmt wird, 1/2. Demgemäß wird bei dem SDMA/TDMA-System, auch wenn die Phasenfehlermessung ausgeführt wird, nachdem einmal der Synchronisationsburst SB jeder Station wie bei einem üblichen TDMA-System empfangen worden ist, ein Bestimmungsfehler unvermeidlich bei der Messung eingeführt und ein genauer Phasenfehler wird nicht r. erhalten. Deshalb ist es unmöglich, eine genaue Sendephasensteuerung des Synchronisationsbursts zu ciTciCncfr.

Bekannt ist auch eine Schaltungsanordnung zur Synchronisation der Impulsbündel bei Nachrichtenübertragung nach dem Zeitmultiplexverfahren über Fernmeldesatelliten mit mehreren schmalbündelnden Richtantennen (DE-OS 22 03 575). Hierbei wird allein nach dem Zeitaufteilungsmehrfach-Zugriffsystem (TDMA) gearbeitet, wobei die Differenz der Empfangszeitlage 2Ί zwischen Synchronisationsbursten nur einmal gemessen wird und daraus der Phasenfehler bestimmt wird.

Darüber hinaus ist es bei einem TDMA-System auch bekannt, ein Korrektursignal aus einer Anzahl von vorangehenden Phasenfehlermessungen vorherzusagen (DE-OS 19 46 780).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sendephasensteuersystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, mit dem die Synchronisiergenauigkeit erhöht wird. Gelöst wird diese Aufgabe durch j5 die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Zeichnung erläutert in der sind 4η

F i g. I eine schematische Darstellung zur allgemeinen Erläuterung eines SDMA/TDMA-Satellitennachrichtensystems, bei dem die Erfindung angewendet wird,

Fig. 2(a), (b) und (c) Tabellen, welche die Zeitfolge des Schaltens einer Schaltmatrix des Satelliten zeigen,

F i g. 3 eine Darstellung eines Beispiels eines Synchro-.?: <ationsbursts nach Fig. 2 und der Art, in welcher die Synchronisation ausgeführt wird,

Fig. 4 und 5 Diagramme zum Erläutern der Prinzipien der Phasenfehlerbestimmung nach der Erfindung,

F i g. 6 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Bodenstationsynchronisa üonseinrichtung zur praktischen Anwendung der Erfindung,

Fig.7 ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Beispiels jedes Phasenfehlermäßkreises und eines Phasenfehlerbestimmungskreises in Fig.6 erläutert, und

Fig.8 bis 10 Schaltbilder, von denen jedes ein Beispiel des Hauptteils der Schaltung in F i g. 7 zeigt μ

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung werden nachfolgend die Prinzipien und Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen beschrieben.

In Fig.4 bezeichnet R die Zeit für einen Hin- und Rücklauf, d.h. die Zeit in welcher ein von einer Bodenstation ausgesandter Synchronisationsburst SB wieder durch diese Station empfangen wird, χ bezeichnet den Betrag der Phase des Synchronisations bursts SB in der Bodenstation, der zu jedem Sendephasenkorrekturzeitpunkt korrigiert worden ist, und i/bezeichnet den Betrag der Phase, die in einer /-ten Periode korrigiert worden ist. Die Abszisse stellt die Zeit fdar.

Bei dem Sendephasensteuersystem des Synchronisationsbursts nach der Erfindung wird die Phasenfehlermessung zwischen dem Synchronisationsburst SB und dem Synchronisationsfenster SW mehrmals in Verbindung mit dem empfangenen Synchronisationsburst jeder Bodenstation ausgeführt. Ein bestimmter Phasenfehler wird auf der Basis des gemessenen Wertes bestimmt, der durch mehrere Messungen erhalten worden ist, und die Sendephase des Synchronisationsbursts wird in Übereinstimmung mit dem bestimmten Phasenfehler gesteuert. Gemäß F i g. 4 wird nämlich der bestimmte Phasenfehlerwert yi in der /'-ten Periode cfllälicPi, ifiuciTi ΓΓτ£ιιΓϊμ5ι5 uCr ο^ΐΚίΐΓοΐΐϊ55ίίοΐΐ5υίίΓ5ί gemessen wird, der für eine Zeitperiode ix vom Zeitpunkt P empfangen wird, zu dem die Synchronisationsburst-Phasenfehlermessung der /'-ten Periode begonnen wird.

Des weiteren wird bei dem Sendephasensteuersystem des Synchronisationsbursts nach der Erfindung, bevor der Synchronisationsburst SB. der in der Phase zu einem Phasenkorrekturzeitpunkt (wobei der Betrag der korrigier! .n Phase xi- 1 ist) korrigiert worden ist. welcher der letzte Zeitpunkt einer (i— 1 )-ten Periode ist. (von dem letzteren Zeitpunkt der /-ten Periode) empfangen worden ?st, eine Phasenfehlerbestimmung des zu empfangenden Synchronistlionsbursts SB (die Synchronisationsburstphase, die um den Betrag der korrigierten Phase xi-2 korrigiert und ausgesandt wird) ausgeführt und die Phase des auszusendenden Synchronisationsbursts SB wird um den Betrag der Differenz xi zwischen dem bestimmten Wert yi und dem vorstehend erwähnten Betrag der korrigierten Phase xi— 1 korrigiert.

Bei der vorliegenden Erfindung wird nämlich der bestimmte Wert yi nicht als Betrag der zu korrigierenden Phase xi zum Aten Phasenkorrekturzeitpunkt verwendet, sondern der Betrag xi— 1 der Phase, die bereits zum vorangehenden Phasenkorrekturzeitpunkt, nämlich dem (i— l)ten Zeitpunkt korrigiert worden ist. wird von dem bestimmten Wert yi abgezogen und die Differenz wird zur Phasenkorrektur verwendet. Dies schließt ein, daß, da die Sendephase des Synchronisationsbursts SB in der Aten Periode um den Betrag xi— 2 und des weiteren um den Betrag xi—\ korrigiert worden ist und da der bestimmte Wert yi du.ch Empfang des Synchronisationsbursts SB bestimmt worden ist der ausgesandt wird, nachdem die Phase um den Betrag xi—1 korrigiert worden ist es ausreichend ist die Sendephase des Synchronisationsbursts SB unter Verwendung der Differenz zwischen dem Betrag der korrigierten Phase yi und xi— 1 wie der Betrag der korrigierten Phase xi zum /-ten Phasenkorrekturzeitpunkt zu korrigieren.

Dies bedeutet daß diese Beziehungen durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt werden können:

.V,· = y,_i + d, - x,_₂ (I)

worin (//den Betrag der Phase angibt die aufgrund einer Taktdrift in der i-ten Periode geändert worden ist und yf einen quantisierten Wert des gemessenen Wertes yi angibt

Mit einem solchen Sendephasensteuersystem des Synchronisationsbursts gemäß der Erfindung wird, obwohl die Phasehfehlerbestimmung einen merklichen Zeitbelrag erfordert, die Phasensteuerung (Korrektur) des .Synchronisationsbursts SB bei jedem Hin- und Rücklauf R möglich gemacht, wodurch eine verbesserte Synchj'i-aisationsgenauigkeit erhallen wird. Gemäß F i g. 4 wird nämlich der bestimmte Phasenfehlerwert yi in der /'-ten Periode erhalten, indem mehrere Male der Synchronisalionsburst gemessen wird, der für eine Zeitperiode λ von dem Zeitpunkt /'empfangen wird, zu dem die Synchronisalionsburstphascnfchlermessuiig der /-ten Periode gestartet wird. Bei einem solchen Verfahren, das bei dem üblichen TDMA-System verwendet wird, bei dem eine Phasenfehlerbestimmiiiig ausgeführt wird, nachdem der phasenkorrigierlc Synchronisationsburst .S'W in der vorangehenden Periode „„.„f „ _rt„_rt „ ...*-. ...-I nt-t if» · ansl sX.tt-tr, ,Wi-. (J Aml^nll.ll l> «litt-

Synchronisationsbursts .S"ß korrigiert worden ist, wird die Phasenkorrektur in Zeitintcrvallen von (R + x) a\ii kürzeste Weise ausgeführt.

Die Erfindung ermöglicht des weiteren η Phasenkor rckturen für jeweils einen Hin- und Rücklauf R. In diesem Falle ist es notwendig, daß es zu jedem Zeitpunkt der Phasenkorrektur des Synchronisationsbursts SB die Differenz zwischen dem bestimmten Phasenfehler zum derzeitigen Zeitpunkt und der Summe der Beträge der korrigierten Phase von dem ersten vorangehenden Phasenkorrekturzeitpunkt bis zu dem r :en vorangehenden Phasenkorrekturzeitpunkt als neuer Betrag der zu korrigierenden Phase benutzt wird.

Im Falle der F i g. 5 wird die Phasenkorrektur dreimal während eines Hin- und Rücklaufs R ausgeführt. Wenn gemäß Fig.5 der Phasenfehler des Synchronisationsbursts SB, der zum Phasenfehlerbestimmungszeitpunkt in der /-ten Periode bestimmt worden ist, mit yi bezeichnet wird, und wenn der Betrag der Sendephase des Synchronisationsbursts SB an dem Phasenkorrekturpunkt mit xi bezeichnet wird, gelten die folgenden Beziehungen:

* = yf -Σ ν, - k

k = 1

In Fig.5 entspricht eine Periode 1/3 eines Hin- und Rücklaufs, d. h. R/3.

11-«-» ^!!"^!nefncn "elien im F*i!!e der Aiisführiin¹' der Phasenkorrektur n-mal während eines Hin- und Rücklaufs /?die folgenden Beziehungen:

ι = ι

Als nächstes wird ein stabiler Betrieb des Synchronisationsbursts-Sendephasensteuersystems der Erfindung beschrieben. Im FaPe einer Phasenkorrektur für einen Hin- und Rücklauf R werden zuerst die folgenden Werte ,v und y aus den Gleichungen (1) und (2) erhalten:

Yi = .v₂ + >l\ - χ\ y₄ = ν, + 'U - x₂

= »ι + (Z., + (Z₄ - χ, - x₂ \\ = y₄ + </.s - x₃ x₄

-χ, - χ, - χ, χ,

+ ί/₄ + (Z₅ V₆ = V₅ + (Z₆ - χ₄

(V₂ + ''.ι - Xi)* - X₂

(V₂ + ''.O* - Χ\ - -X₂

(V₂ + <Ζ., + ίΖ₄)* - (ν₂ + ίΖ,)*

(V₂ + (Z., + ί/₄ + (Z₅)*

Im allgemeinen wird yi in der folgenden Form ausgedrückt:

Yi + (V₂ +*Σ dk) - (y₂ +'Σ *)* + Σ ^dfe = ^ + ß,

* = 3 ü = 3 It = I-I

worin /I ein Quantisierfehler ist, der in folgender Weise gegeben ist:

i-2 f-2

^ = Cv₂ +Σ ^dk) - Iy* ⁺Σ ^rfk)*'

1=3 *=3

und ß eine Taktdrift in der (/— 1 Hen und der /-ten Periode ist und in folgender Weise ausgedrückt wird:

B = Σ dk.

Demgemäß gilt yi S maximaler Quantisierfehler + Taktdrift für zwei Hin- und Rückläufe, wodurch die Stabilität des Systems garantiert ist.
In gleicher Weise wird im Falle von η Phasenkorrektüren bei einem Hin-und Rücklauf R der Phasenfehler yi aus den Gleichungen (3) und (4) in folgender Weise erhalten:

i-(n+l| i-(n+l) j

Λ = (j-, _t, + Σ Λ) - (j-, _tl + ν Jk)* + Σ dk = A + ß,

2 H 2 ( 2

k = ή + 2

= π f

worin gilt

i-lifll /■ (η ι- 11

= (>·„♦, + V dk) - (v„ η + Σ

k = η ι 2 Um'

= Σ

4 gibt einen Quantisierfehler an und B gibt die Summe der Taktdrifte zur (i— n)-lcn Periode an. Da eine Periode einem Mn Hin- und Rücklauf entspricht, entspricht B der Taktdrift in einem η + Mn Hin- und Rücklauf.

Demgemäß gilt y S maximaler Quantisierungsfeh- 2^r> ler 4- Taktdrift für den η + Mn Hin- und Rücklauf und die Stabilität des Systems ist garantiert.

Fig. 6 zeigt den Aufbau einer Synchronisiervorrichtung für eine Bodenstation, die bei dem Sendephasensteuersystem des Synchronisationsbursts bei dem in SDMA/TDMA-System nach der Erfindung angewendet wird. Gemäß F i g. 6 wird ein Bezugstakt, der von einem Bezugstaktgenerator 1 abgeleitet wird, durch einen Frequenzteiler 2 frequenzgeteilt, um eine Rahmenzeitsteuerung zu erhalten, und ein Synchronisationsburst SB j-> wird durch einen Synchronisationsburstgenerator 3 bei der Rahmenzeitsteuerung erzeugt und zu einem Satelliten 5 über einen Modulator 4 ausgesandt. Der Synchronisationsburst SB, der wieder durch die Bodenstation über den Satelliten 5 empfangen wird, m wird einem Phasenfehlermeß- und -bestimmungskreis 8 über einen Demodulator 6 und einen Stationsidentifizierkreis 7 zugeführt und durch den Phasenfehlermeß- und -bestimmungskreis 8 wird die Differenz zwischen dem Synchronisationsfenster SWauf dem Satelliten 5 4-, und dem Synchronisationsburst SB der Bodenstation bestimmt. Auf der Basis des ermittelten Wertes erzeugt ein Phasensteuerkreis 9 ein Phasensteuersignal 10 und durch Steuern des Frequenzteilungsverhältnisses des Frequenzteilers 2 wird die Phase des Synchronisations- -,η bursts SB gesteuert.

F i g. 7 zeigt im einzelnen den Phasenmeß- und -besiirnmungskreis S und den Phasensteuerkreis 9 in Fig.6. In Fig.7 bezeichnet 11 den Synchronisationsburst 5ß(die Zahlenbits 2 K) der von dem Stationsidentifizierkreis 7 ausgesandt wird und der nachfolgend an das Schieberegister 12 des Phasenfehlermeß- und -bestimmungskreises 8 angelegt wird, der durch die gestrichelte Linie bezeichnet ist Der in dem Schieberegister 12 gespeicherte Inhalt wird für jedes Bit mit dem <,o Inhalt (Zahl der Bits 2 K) eines metrischen Mustergenerators 13 mittels Exklusiv-ODER-Kreisen 141 bis 142 k verglichen und Bestimmungssignale 151 bis 152 k, die »0« und »1« in Abhängigkeit davon sind, ob sie miteinander zusammenfallen oder nicht, werden an fviaßstabs(Teiiverhä'itnis)-von-i-Zähler ίβί bis 162 k angelegt 17 bezeichnet einen Eindeutig-Wort(UVr')-Detektor, an den der Synchronisationsburst (SB) 11 angelegt wird, um ein (nicht dargestelltes) eindeutiges Wort UW zu ermitteln, das in einem Einleitungswort (PW, siehe F i g. 3) des Synchronisationsbursts SB enthalten ist, und um ein UW-Bestimmungssignal 18 an einen Zeitgenerator 19 anzulegen.

Fig.8 zeigt ein Beispiel des Eindeutig-Wort-Detektors 17. Der Synchronisationsburst 11 wird einem Schieberegister 41 des Eindeutig-Wort-Detektors 17 zugeführt. Die Länge des Schieberegisters 41 ist gleich der Länge des eindeutigen Wortes. Jeder in dem Schieberegister 41 gespeicherte Bit und ein vorbestimmtes Ausgangssignal von einem Eindeutig-Wort-Mustergenerator 42 werden miteinander mittels eines Exklusiv-ODER-Torkreises 43 verglichen, und wenn alle Bits miteinander zusammenfallen, wird ein Eindeutig-Wort-Bestimmungssignal 18 als Ausgangssignal von einem UND-Torkreis 44 erzeugt. Das Eindeutig-Wort-Bestimmungssignal 18 wird als Signal zum Anzeigen des Zeitbezugs und als Zeitsteuersignal zum Prüfen der Koinzidenz/Nichtkoinzidenz des Ausgangssignals von dem metrischen Mustergenerator 13 mit einem empfangenen Synchronisationsburst Verwender,

Das Ausgangssignal von dem Zeitsteuergenerator 19 wird nämlich in zwei Signale aufgeteilt, und zwar wird ein Zeitsteuersignal 20 ein Steuersignal zum direkten Steuern der Maßstabs(Teilungsverhältnis)-von-l-Zähler 161 bis 162*· und das andere Signal wird einem Zcitstcucrgcncrator 23 über einen I-Rahmenzähler 22 zugeführt, um ein Zeitsteuersignal 202 jedes Rahmens zu erzeugen, das ein Steuersignal zum Löschen der Maßstabs(Teilungsverhältnis)-von-l-Zähler 161 bis 162k wird. Demgemäß sind in F i g. 7 die Steuersignale 201 und 202 ein Signal zum Starten der MaßstabsfTeilungsverhältnis)-von-1-Zahier 161 bis 182& nur, wenn die metrischen Bits MB (deren Zahl IK ist) des Synchronisationsbursts SB alle in dem Schieberegister 12 gespeichert sind, und ein Steuersignal zum regulären Starten und Zurückstellen der Maßstabs(Teilungsverhältnis)-von-I-ZähIer zum regulären Messen des Phasenfehlers des Synchronisationsbursts SB, der nachfolgend /-mal in Aufeinanderfolge empfangen wird. 211 bis 212it bezeichnen Komparatoren oder Schwellwertbestimmungseinrichtungen zum Bestimmen, ob ein Fehler, der die Werte bestimmt, die durch die MaßstabsfTeilungsverhältnis)-von-AZähIer 161 bis 162A: angezeigt werden, den Schwellwert m übersteigt oder nicht

Die Ausgangssignaie von den Komparatoren 2i f bis 212Jt werden dem Bit-Zahl-Bestimmungsteil eines Phasenfehlerbestimmungskreises 25 zugeführt, durch

den die Zahl der genau empfangenen Bits bestimmt wird. Das andere Ausgangssignai 24 von dem Zeitsteuerger.orator 23 ist ein Steuersignal zum Nstätigen des Bestimmungsteils für die genau empfangene Bitzahl einmal für den /-ten Empfang des Synchronisationsbursts SB. Das Bestimmungssignal, das von dem Bestimmungsteil der genau empfangenen Bitzahl abgeleitet wird, wird einem Phasenfehlerbestimmungsteil zugeführt, um den vorstehend erwähnten Phasenfehler yi zu bestimmen und zu quantisieren, woraufhin ein Signal 26 eines Phasenfehlers (entsprechend dem vorstehend erwähnten yi*) erzeugt wird.

Fig. 9 zeigt ein Beispiel des Phasenfehlerbestimmungskreises 25, der einen Bitzahl-Ermittlungsteil 251 und einen Phasei.fehlerermittlungsteil 252 enthält. In dem Bitzahl-Bestimmungsteil 251 werden die Ausgangssignale von 2K Komparatoren 211 bis 212/r derart gewählt, daß gilt K = 3, und Signale # 1 bis ·# 6 werden den Torkreisen 51.52.52'. 53.53'. 54. 54'. 55.55'. 56 und 56' jeweils zugeführt. Das Signal # 1 wird nämlich direkt als Eingangssig'al dem NAND-Torkreis 51 zugeführt und das Signal # 2 ist derart, daß ein Signal, das von dem Signal # 1 nebengeschlossen ist, und ein zu dem Signal = 2 umgekehrtes Signal den UND-Torkreisen 52 und 52' zugeführt werden. Als nächstes werden das Ausgangssignal von dem UND-Torkreis 52' und ein zu dem Signal=H=3 umgekehrtes Signal dem UND-Torkreis 53 zugeführt, während das Ausgangssignal von dem UND-Torkreis 52' und ein von dem Signal ■■■ 3 nebengeschlossenes Signal dem UND-Torkreis 53' zugeführt werden. Danach werden gleichartige Operationen ausgeführt und das Ausgangssignal von dem UND-Torkreis 55' und ein von dem Signal * 6 nebengeschlossenes Signal werden dem UND-Torkreis 56' zugeführt. Die Ausgangssignale von dem NAND-Torkreis 51 und den UND-Torkreisen 52 bis 56 und 56' werden jeweils als a 0, a 1 bis a 5 und a 6 angesehen. Als nächstes werden in dem Phasenfehlerbestimmungsteil 252 ODER-Torkreise 61, 62 und 63 jeweils in Reihe zu /K-Flip-Flops 64, 65 und 66 geschaltet. Wenn die Ausgangssignale a 0, a 2, a 4 und a 6 von dem Bitzahl-Bestimmungsteil 251 an den ODER-Torkreis 61 angelegt werden, wird ein Betrag der Phasenkorrektur 2° als ζ)-Ausgangssignal £>0 von dem Flip-Flop 64 abgeleitet. Wenn die Ausgangssignale aO, a 1. a 5 und a 6 von dem Bitzahl-Bestimmungsteil 251 an den ODER-Torkreis 62 angelegt werden, wird ein Betrag der Phasenkorrektur 2' als ein (^-Ausgang b 1 abgeleitet. Durch Anlegen der Ausgangssignale a 4, a 5 und a 6 von dem Bitzahl-Bestimmungsteil 251 an den ODER-Torkreis 63 kann die Polarität des Betrages der Phasenkorrektur als ein (^-Ausgang b2 des Flip-Fiops 66 erhalten werden. Die Flip-Flops 64,65 und 66 werden durch das Ausgangssigna! 24 von dem Zeitsteuergenerator 23 erzeugt.

Mit einem solchen Aufbau werden die Signale fr 1 bis # 6, welche die Ausgangssignale von den sechs Komparatoren sind, wenn gilt k = 3, durch den Bitzahl-Bestimmungsteil 251 geprüft und die Zahl der Komparatoren, deren Ausgangssignale »1« sind, wird gezählt, bis das Ausgangssignai von einem der Komparatoren »0« wird. Die Zahl ist die Länge der genau empfangenen metrischen Bits. Die Länge wird mit einem vorbestimmten metrischen Bit k (in diesem Fall gilt k = 3) verglichen und ein notwendiger Betrag der Phasenkorrektur wird bestimmt. Durch Anlegen solcher Kombinationen der Ausgangssignale a 0 bis a 6 von dem Bitzahl-Bestimmungsteil 211, wie oben beschrieben, an die ODER-Torkreisc 61 und 62 des Phasenfehlerbestimmungsteils 252 wird nämlich ein Betrag der Phasenkorrektur in der Form eines binären Codes von den Flip-Flops 64 und 65 abgeleitet und dessen Polarität wird von dem Flip-Flop 66 abgeleitet. Wenn z. B. die Zahl derjenigen Komparatoren, deren Ausgangssignale »1« sind, dieselbe Länge wie k = 3 ist, wird ein Ausgangssignal 0 erzwgt. Wenn die Zahl um ein Bit länger ist, wird ein Ausgangssignal -1 erzeugt.

to Wenn die Zahl um 2 Bits kürzer ist, wird ein Ausgangssignai +2 erzeugt. Dies wird an einen Subtraktionskreis 27 der Fig. 7 als Phasenfehlersignal 26 angelegt, das durch den oben erwähnten quantisierten Phasenfehler y/* ausgedrückt wird.

i-i Andererseits wird ein Signal 29 mit einem vorher in der Phase korrigierten Wert entsprechend dem oben erwähnten Wert χι— 1 (in Falle von η = 1), das in einem Phasenkorrekturwert-Speicherkreis 28 gespeichert wird, an den Subtraktionskrcis 27 angelegt, um von dem vorstehend erwähnten Phasenfehler yi* subtrahiert zu werden, um ein Signal 30 mit phasenkorrigiertem Wert entsprechend dem vorstehend erwähnten Wert (yi* — a-/—I) zu erhalten, der dem Phasenkorrekturwert-Speicherkreis 28 und dem Phasensteuerkreis 9 in F i g. 9

2ϊ zugeführt wird.

Der Subtraktionskreis 27 wird so durch einen Hin- und Rücklaufzähler 31 gesteuert, daß er bei jedem Mn Hin- und Rücklauf bei der Rahmenzeitsteuerung betätigt wird, die von dem /V-frequenzgeteilten

κι Ausgangssignal eines später zu beschreibenden variiiblen Frequenzteilers 2 abgezweigt wird.

Der Phasensteuerkreis 9 wird mit einer Frequenztei-

' lungsverhältnis-Steuereinrichtung 29 gebildet, die das Frequenzteilungsverhältnis des variablen Frequenztei-

Ii lers 2 in drei Stufen, d.h. N- 1, N und N + 1, ändert, indem Signale verwendet werden, die den geforderten Phasenkorrekturwert betreffen, der von dem Subtraktionskreis 27 zugeführt wird. Als Ergebnis davon wird die Sendephase des Synchronisationsbursts geändert.

4ü Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Frequenzteilungsverhältnissteuereinrichtung 29 und des variablen Frequenzteilers 2, dessen Frequenzteilungsverhältnis dadurch gesteuert wird. Das Signal 30 mit dem phasenkorripierten Wert wird nämlich in einem Abwärtszählei 71

-π gespeichert und dessen umgekehrtes Ausgangssignai wird an einen UND-Torkreis 72 angelegt, dessen Ausgangssignal in zwei Signale geteilt wird, und zwar wird ein Signal an einem UND-Torkreis 76 für eine A/-Frequenzteilung angelegt und das andere Signal wird

in umgekehrt und über einen UND-Torkreis 73 einem UND-Torkreis 75 für eine (N-1 ^Frequenzteilung zusammen mit einem Polaritätssignal 30' zugeführt. Dann werden die Ausgangssignaie von den UND-Torkreisen 75 und 76 über einen ODER-Torkreis 77 an

ü einen (W+ 1)-Zähler 78 angelegt, um diesen zu löschen. An die anderen Eingänge der UND-Torkreise 75 und 76 werden jeweils N— 1 und N Decodierungsausgangssignale des (N+ 1)-Zählers 78 angelegt. Von einem Decodier-O-Ausgangssignal wird eine Rahmenzeit-

M) steuerung abgeleitet und dieses Ausgangssignal wird dem UND-Torkreis 74 zusammen mit dem umgekehrten Ausgangssignai des UND-Torkreises 72 zugeführt und durch dessen Ausgangssignal wird ein Taktsignal dem Abwärtszähler 71 zugeführt, um diesen zu

b5 betätigen.

Nail der oben beschriebenen Ausbildung werden, wenn der in dem Abwärtszähler 7i gespeicherte Phasenkorrekturwert nicht Null ist, die UND-Torkreise

73 und 75 und der ODER-Torkreis 77 in Obereinstimmung mit der Polantät des Wertes eingeschaltet, um einen Befehl für eine (W-^-Frequenzteilung zu erzeugen, wodurch der variable Frequenzteiler als ein (N-1 ^Frequenzteiler dient In diesem Falle wird, jedesmal wenn die Rahmenzeitsteuerung von dem (N + l>Zähler 78 abgeleitet wird, der Inhalt des Abwärtszählers 71 schrittweise subtrahiert, und diese Operation wird wiederholt, bis der Inhalt des Abwärtszählers 71 Null wird. Wenn das Ausgangssignal von dem Abwärtszähler 71 auf Null verringert wird, werden der UND-Torkreis 76 und der ODER-Torkreis 77 eingeschaltet, um einen Befehl für eine ^-Frequenzteilung zu erhalten, und der variable Frequenzteiler wirkt als /V-Frequenzteiler. Wenn weder der W-Frequenzteilungsbefelxl noch der (N-\ )-Frequenzteilungsbefehl erzeugt wird, dient des weiteren der variable Frequenz-

teiler zur fW-^-Frequenzteilung. Die Phase der Rahmenzeitsteuerung wird um ein Bit des Grundtakts vorgeschoben und durch eine (N + ^-Frequenzteilung wird die Phase der Rahmenzeitsteuerung um ein Bit verzögert Als Ergebnis kann die Sendephase des Synchronisationsburstsignals geändert werden.

Wie vorstehend beschrieben worden ist, wird gemäß der Erfindung die Bestimmung des Phasenfehlers des Synchronisationsbursts SB ausgeführt, indem die Pha senfehlermessung mehrmals durchgeführt wird, so daß die Sendephase des Synchronisationsbursts SB genau gesteuert werden kann. Mit der Erfindung ist es des weiteren möglich, ein Sendephasensteuersystem eines Synchronisationsbursts in dem SDMA/TDMA-Satelli tennachrichtensystem zu schaffen, bei dem das Phasen- steuerintervall kurz ist und bei dem die Synchronisationsgenauigkeit nicht verschlechtert wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Sendesphasensteuersystem eines Synchronisaüonsbursts für ein mit Richtstrahlantennen versehe- nes SDMAVTDMA-SateUitennachrichtensystem mit Bodenstationen und einem Satelliten, wobei der Satellit ein Syncbronisationsfenster, durch das ein von jeder Bodenstation ausgesandter Synchronisationsbarst durch den Satelliten zurückgeführt wird, und mehrere Datenfenster für den Verkehr zwischen vorbestimmten Gruppen von Bodenstationen und zwischen den Bodenstationen jeder Gruppe auf der Grundlage eines Zeitsteuersignals des Satelliten erzeugt, wobei eine Periode eines Hin- und Rücklaufs als Zeit definiert ist, die mit einem von einer Bodenstation ausgesandten Synchronisationsburst beginnt und aufhört, wenn derselbe Synchronisationsburst zu derselben Bodenstation zurückgeführt wird, und in jeder Bodenstation mit Sendeeinrichfongen für die Phasenkorrektur jedes aufeinanderfolgenden Synchronisationsbursts zu einem entsprechenden Phasenkorrekturzeitpunkt und zum Aussenden der Phasenkorrektursynchronisationsbursts zu dem Satelliten und Empfangsein- richtungen zum Empfangen jedes Synchronisationsbursts, der durch die Sendeeinrichtungen ausgesandt und von dem Satelliten zurückgeführt wird, gekennzeichnet durch Meßeinrichtungen (16J und 162ArJ zum Ansaugen Messen eines Fehlers zwischen der Phase des empfangenen Synchronisationsbursts (SB/ jeder Bodenstation und der Phase des Synchronlsationsfen./ters (FW) während eines entsprechenden Phasenstouerintervalls und zum Erzeugen eines Korrektursignals us dem Mittel- v, wert mehrerer aufeinanderfolgender Fehlermessungen, wobei das Phasensteuerintervall als Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Phasenkorrekturzeitpunkten bestimmt ist, und durch Bestimmungseinrichtungen (8) zum Bestimmen eines Bestim- mungsphasenfehlers als Funktion der APhasenfeh-Iertnessungen und zum Erzeugen eines Phasenkorrekturwertes.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Synchronisationsburstsendeeinrichtung aus einem Bezugstaktgenerator (1), einem variablen Frequenzteiler (2) zum Erzeugen einer Rahmenzeitsteuerung auf der Basis des Ausgangssignals des Bezugstaktgenerators, einem Synchronisationsburstgenerator (3) zum Erzeugen eines Synchronisa- tionsbursts auf der Basis des Ausgangssignals von dem variablen Frequenzteiler (2) und einem Modulator (4) zum Modulieren des Ausgangssignals von dem Synchronisationsburstgenerator und zu dessen Aussenden zu dem Satelliten besteht, daß die Synchronisationsbursterr.pfangseinrichtung aus einem Demodulator (6) zum Empfangen und Demodulieren des von dem Satelliten zurückgekehrten Synchronisationsbursts und einem Stationsidentifizierungskreis (7) zum Identifizieren des durch den μ Demodulator (6) demodulierten Synchronisations* bursts besteht, daß die Phasenfehlermeßeinrichtung (8) aus einem 2 A-Bit-Schieberegister (12), das aufeinanderfolgend mit metrischen Bits (2 k Bits) des empfangenen Synchronisationsbursts gespeist wird, einem metrischen Mustergenerator (13) zum Erzeugen eines metrischen Musters des Synchronisationsbursts, 2 Ar Exklusiv-ODER-Kreisen (141,142 k)zum Vergleichen der Ausgangssignale von dem Schieberegister und dem metrischen Mustergenerator für jedes Bit, 2k Maßstabs (Teflungsverbältnis)-von-AZähIem (161,162ArJl die jeweils mit den Ausgangssignalen von den 2iExkIusiv-ODER-Kreisen gespeist werden, und 2k Koir.paratoren (211, 212JtJt die jeweils mit den Ausgangssignalen von den 2k Maßstabs(Teilungsverhältnis)-von-AZänlern (161, VSIk) gespeist werden, besteht, daß die Pfcjssenfehlerbestimmungseinrichtung (8) aus einer Bitzablbestimmungseinheit (251) zum Bestimmen der Bitzahl der genau empfangenen metrischen Bits bei jedem Empfang des Synchronisationsbursts und einer Phasenfefilerbestlmmungseinheit (252) zum Bestimmen des Phasenfehlers auf der Grundlage der ermittelten Bitzahl besteht und daß die Synchronisationsburst-Sendephasensteuereinrichtung aus Einrichtungen zum Erzeugen eines Phasensteuersignals zum Steuern des Frequenzteilungsverhältnisses des variablen Frequenzteilers (2) auf der Basis des ermittelten Phasenfehlers besteht

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenfehlerbestimmungseinrichtung Recheneinrichtungen zum Subtrahieren (27) der Summe der phasenkorrigierten Werte zum derzeitigen und zu einem oder π vorangehenden Phasenkorrekturzeitpunkten van dem ermittelten Phasenfehler zum derzeitigen Phasenkorrekturzeitpunkt bei Ma Hin- und Rücklauf-Zeitintervallen enthält.

4. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenfehferbestimmungseinrichtung Recheneinrichtungen zum Subtrahieren (27) der Summe der phasenkorrigierten Werte zum derzeitigen und einem oder η vorangehenden Phasenkorrekturzeitpunkten von dem ermittelten Phasenfehler zum derzeitigen Phasenkorrekturzeitpunkt in Mn Hin- und Rücklauf-Zeitintervallen enthält

5. System nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet daß die Recheneinrichtung aus einem Phasenkorrekturwert-Speicherkreis (28) zum Speichern der Summe der phasenkorrigierten Werte zum derzeitigen und einem oder π vorangehenden Phasenkorrekturzeitpunkten, einem Subtraktionskreis (27) zum Subtrahieren des Ausgangssignals von dem Phasenkorrekturwert-Speicherkreis von dem ermittelten Phasenfehler zum derzeitigen Phasenkorrekturzeitpunkt und einem Mn Hin- und Rücklaufzähler (31) zum Betätigen des Subtrahierkreises in Mn Hin- und Rücklauf-Zeitintervallen besteht