DE3200249A1

DE3200249A1 - Satelliten-nachrichtenanlage mit in frequenzkanaele unterteilten strahlen

Info

Publication number: DE3200249A1
Application number: DE19823200249
Authority: DE
Inventors: Anthony 07728 Freehold N.J. Acampora; Douglas Otto 08750 Sea Girt N.J. Reudink; Yu Shuan 07728 Freehold N.J. Yeh
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1981-01-12
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1982-08-12
Also published as: JPS57136830A; FR2498034A1; US4425639A; IT8219048A0; IT1149429B; FR2498034B1

Description

Western Electric Co,Inc. Acampora, A.12-20-15

^:\.- : "Ü .i. Ο.:!.' 320024

-3-

Satelliten-Nachrichtenanlage mit in Frequenzkanäle unterteilten Strahlen

Die Erfindung betrifft digitale Satelliten-Nachrichtenanlagen mit einem Zeitmultiplex-Merhfachzugriff zur frequenzmäßigen Wiederverwendung von mehreren Punktstrahl-Auf war tsver Mndungen, einem an Bord des Satelliten angeordneten Wegleitungsschalter oder Koppler und mehreren Punktstrahl-Abwärtsverbindungen.

Zu den aussichtsreicheren, zukünftigen Satelliten-Nachrichtenübertragungsanlagen zählen diejenigen, bei denen eine große Zahl von Erdstationen mittels eines Zeitmultiplex-Mehrfachzugriffs bedient werden, wobei die Aufwärts- und die Abwärtsverbindungen je eine Vielzahl von schmalen Punkt- oder Stiftstrahlen umfassen, die gegebenenfalls frequenzmäßig kanalisiert sind. Solche Punktstrahlen ermöglichen die erneute Verwendung des zugeordneten Frequenzbandes durch eine winkelmäßige Verteilung der einzelnen Strahlen zwecks gegenseitiger räumlicher Trennung ihrer Signale, Die Signale liegen in Form digitalcodierter Bursts vor, und die Wegführung der Aufwärtssignale zu ihrer vorgesehenen Abwärtsposition erfolgt an Bord des Satelliten mit Hilfe eines elektronischen digitalen Weglenkungsschalters, der die Signale vor dem Sender für die Abwärtsübertragung verarbeitet. Der Satellit kann außerdem so ausgelegt sein, daß er eine An-Bord-Regenerierung der Signale vornimmt, und die einzelnen Transponder können eine variable Antennenausrichtung oder eine sogenannte Punktstrahlabtastung besitzen.

Obzwar die Satelliten einer solchen Anlage selbst aufwendige Bauteile darstellen, wird mit stark zunehmender Verkehrsverarbeitungskapazität der Satelliten die Zahl

der durch einen Satelliten bedienten Erdstationen so groß, da/3 die Erdstationen ebenfalls ein sehr bedeutsamer Faktor für die Kosten der Gesamtanlage werden. Die Erdstationen müssen einen hochempfindlichen Empfänger für den zuverlässigen Empfang der oft sehr schwachen Abwärtssignale und außerdem kräftige Sender mit der Möglichkeit einer Aussendung bei mehreren Frequenzkanälen und einer Leistung besitzen, die für eine zuverlässige Aussendung der Signale zum Satelliten ausreicht.

Es wird allgemein anerkannt, daß es hinsichtlich der Kostenverringerung des Satelliten wünschenswert ist, die Anzahl der Abwärtssender zu verringern, da jeder dieser Sender einen Antennenanschluß und eine Wanderwellenröhre benötigt. Die Wanderwellenröhre ist verhältnismäßig groß und schwer. Die Anzahl der Sender läßt sich selbstverständlich dadurch verringern, indem die Anzahl der frequenzmäßig unterteilten Kan-*.äle auf ein Minimum gebracht wird«,

Bei einem Lösungsversuch wird dies dadurch erreicht, daß ein einziger Breitbandsender für jeden der Punktstrahlen ohne frequenzmäßig unterteilte Kanäle in den Aufwährts- oder den Abwärtsstrahlen vorgesehen ist. Eine solche Anordnung belastet jedoch die Erdstationen. Dazu tragen zwei Faktoren bei. Zum einen ist die Übertragungsrate für eine solche Anordnung sehr hoch - zwischen 600 bis 800 Mb/s (Millionen Bits je Sekunde), wenn eine Vierphasenmodulation benutzt wird. Die zweite und wichtigere Überlegung geht dahin, daß zur Aufrechterhaltung der gleichen Energie je Bit und der gleichen Güte hinsichtlieh der Bitfehlerrrate jede Bodenstation mit einem Sender ausgestattet sein muß, der eine um vielleicht 10 dB größere Leistung liefert, wenn auch nur für 1/10 des Tastverhältnisses im Vergleich zu einer Anlage, die eine 10:1-Kanalunterteilung besitzt.

Bei der neuen Satelliten-Nachrichtenanlage nach der

vorliegenden Erfindung sind die Aufwärts-Punktstrahlen frequenzmäßig in eine Vielzahl von Kanälen gleicher Kapazität unterteilt,und "bei den Abwärts-Punktstrahlen sind jeweils deren Kanäle zu einer kleineren Anzahl von libertragungskanälen höherer Bitrate und größerer Bandbreite konzentriert» Vorzugsweise ist jeder Abwärtsstrahl ein einziger Breitbandkanal. Dies erfordert eine große Anzahl von Aufwärts-Empfängern im Satelliten, ermöglicht Jedoch in wünschenswerter Weise eine Anordnung mit einem einzigen Sender je Abwärtsstrahl. Ein Wegleitungsschalter mit einer Vielzahl von Eingangs- und Ausgangsanschlüssen kann dynamisch so neu geordnet werden , daß der Verkehr entsprechend den augenblicklichen Signalverkehrsanforderungen für den Satelliten ohne Speicherung und so entsprechenden Zeitlagen und Kanälen zugeordnet wird, daß keine der Bodenstationen gleichzeitig auf zwei oder mehreren Kanälen senden muß. Außerdem ist in einigen Fällen ein Prequenzspringen ("hopping") nicht erforderlich, und der gesamte Senderausnutzungswirkungsgrad ist genauso hoch, wie er für einen einzelnen Breitbandsender erreichbar ist.

Die Erfindung läßt sich auch Kehrfach-Abtaststrahlanlagen anwenden. Für eine solche Anlage ist zwar eine wirksame VerkehrZuordnung möglich, es kann aber ein Frequenzspringen für die Bodenstationen erforderlich sein, um eine unzulässige Verschlechterung hinsichtlich der Blockierwahrscheinlichkeit zu verhindern.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für die wichtigeren Signalverarbeitungselemente einer Satelliten-Nachrichtenübertragungsanlage entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung für eine Betrieb mit festen Punktstrahlen, bei dem das Signal zwischen dem Empfang und der Weglenkung multiplexiert wird;

^:J I *\.' Λ. "-.:-.::, 32002Α9

Fig. 2 ein Blockschaltbild für die wichtigeren Signalverarbeitungselemente einer Satelliten-Nachrichtenübertragungsanlage nach einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Signal nach der Weg

lenkung multiplexiert wird.

Bei der Satellitenanlage 10 in Fig. 1 wird ein Feststrahl-Satellit 12 durch N Aufwärts-Punktstrahlen 14 adressiert, die je zu jedem gegebenen Zeitpunkt durch maximal K Bodenstationen 16 belegt werden. Nachfolgend wird K zur Erläuterung als K = 8 gewählt. Jeder der Aufwärts-Punktstrahlen 14 besteht aus 8 frequenzmäßig unterteilten Aufwärts-Frequenzkanälen 18, die von N Aufwärts-Antennen 20 des Satelliten 12 im Zeitmultiplex-Mehrfachzugriff empfangen und von einem Antennenspeisenetzwerk 22 zu einem Signaldemodulator und -regenerator 24 weitergeführt werden. Die regenerierten Signale, die jetzt die Grundbandfrequenz haben, gelangen zu einem Multiplexer 26, der die Signale jedes PunktStrahls in einen einzigen seriellen Aufwärtskanal hoher Geschwindigkeit umwandelt, welcher den N Eingangsanschlüssen eines elektronischen Weglenkungsschalters oder -kopplers 30 mit einer Kopplersteuerung 32 zugeführt wird. Die Signale von N Ausgangsanschlüssen 34 des Weglenkungskopplers 30 gelangen zu einem Modulator 36 und einem Sender 38 und werden dann dem Antennenspeisenetzwerk zur Abwärtsübertragung zu empfangenden Bodenstationen über N Abwärtsantennen 40 in Form eines einzigen breitbandigen Abwärts-Frequenzkanals hoher Geschwindigkeit für jeden Abwärts-Punktstrahl 42 zugeführt.

Ein alternativer Satellit 44 für die Satellitenanlage ist in Fig. 2 dargestellt. Elemente des Satelliten 44, die ähnlichen Elementen des Satelliten 12 entsprechen, haben gleiche Bezugsziffern. Der Satellit 44 unterscheidet sich von dem Satelliten 12 in Fig. 1 dahingehend,

daß die demodulierten und regenerierten Aufwärtssignale der insgesamt 8 N Aufwärtskanäle 18 direkt zu den 8 N Eingangskanälen 28 des Weglenkungskopplers 46 laufen, der ebenfalls 8 N Ausgangsanschlüsse 34 besitzt. Die Signale von den Ausgangsanschlüssen 34 des Kopplers 46 werden dann durch Multiplexer 48 in N serielle Signale hoher Geschwindigkeit zwecks Modulation und Übertragung mittels der Abwärts-Punktstrahlen 42 umgewandelt. Obzwar der Weglenkungskoppler 46 des Satelliten 44 die achtfache Zahl von Eingangsanschlüssen 28 und Ausgangsanschlüssen 34 im Vergleich zu dem Weglenkungskoppler 30 des Satelliten 12 benötigt, führt diese Anordnung zu einer wirksameren Ausnutzung der Verfügbaren Übertragungsbandbreite, indem die Verwendung von Abtast-Punktstrahlen ermöglicht wird.

Allgemeine Überlegungen

Die Aufwärts-Kanalunterteilung führt zu wesentlichen Leistungseinsparungen in den Bodenstationen 16, da die erforderliche Leistung um einen Faktor gleich der Anzahl von Kanälen verringert wird. Es liegt jedoch für die Bodenstationen 16, die in Richtung zu den oben beschriebenen Satelliten 12, 44 aussenden, eine Beschränkung dahingehend vor, daß zu jedem Zeitpunkt die Aufwärtsübertragung von jeder gegebenen Bodenstation 16 nur auf einem Kanal stattfinden kann. Das heißt, keine Bodenstation 16 kann gleichzeitig auf zwei oder mehreren Kanälen senden. Diese Einschränkung vermeidet die Notwendigkeit, mehr als einen Sender zu verwenden, oder die Notwendigkeit, den einzigen Sender einer Bodenstation aus der Sättigung zu bringen, um der in ihrer Amplitude schwankenden Hüllkurve eines Signals Rechnung zu tragen, das zwei oder mehrere Kanäle enthält. Solche Maßnahmen würden unter Umständen die Vorteile der Aufwärts-Kanalunterteilung zunichte machen. Die angegebene Beschränkung begrenzt außerdem sowohl den Bündelwirkungsgrad als auch die Anpassungsfähigkeit bei der dynamischen Zuordnung von Reserven im Vergleich zu einem Betrieb mit einem

einzigen Breitbandkanal hoher Geschwindigkeit. Wie noch erläutert werden soll, läßt sich jedoch dieser ungünstige Einfluß häufig auf einen vernachlässigbaren Wert verringern.

. 5 Während zwar die Satelliten 12, 44 der oben beschriebenen Satellitennachrichtenanlage 10 nur einen einzigen Breitbandkanal im Abwärtsstrahl besitzen, liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, mehr als einen Kanal im Abwärtsstrahl vorzusehen, solange eine kleinere Zahl von Kanälen in den Abwärtstrahlen als in den Aufwärtsstrahlen vorhanden ist. Die kleinere Anzahl von Abwärtskanälen ermöglicht eine Verringerte Anzahl von Sendern an Bord des Satelliten. Die vorteilhafteste Anordnung scheint jedoch die zu sein, bei der nur ein einziger Kanal in jedem Abwärts-Punktstrahl vorhanden ist.

Die oben beschriebene Satellitennachrichtenanlage Ϊ0 sieht eine Bit-Peststellung, -Regenerierung und -Multiplexierung an Bord des Satelliten 12, 44 vor. Eine AnBord-Regenerierung verbessert die Abwärts-Güte durch Vermeidung eines Aufwärts-Rauschens. Wichtiger aber noch ist, daß dadurch außerdem die Verzerrung des Signals beseitigt wird, die durch die Empfangsfilter und durch Nichtlinearitäten in den Satellitensendern 38 verursacht worden. Es sei außerdem bemerkt, daß eine An-Bord-Regenerierung eine wesentliche Verringerung der Aufwärts-Sendeleistung ermöglicht. Bei nichtregenerativen Satellitenanlagen ist in typischer Weise die von einer Bodenstation abgestrahlte Leistung so hoch, daß das Aufwärts-Signal-Rauschverhältnis (SNR)' um 10 dB größer ist als das Abwärts-Signal-Rauschverhältnis. Der Hauptgrund besteht darin, einen vernachlässigbaren Rauschbeitrag der Aufwärts-Übertragung zur Abwärts-Übertragung sicherzustellen. Für einen regenerativen Wiederholverstärker stellt ein Aufwärts-Signal-Rauschverhältnis, das einige wenige Dezibel größer als das Abwärts-Signal-Rauschverhältnis ist, einen vernachlässigbaren Beitrag

320024S

zur Bitfehlerrate BER (von Bit Error Rate) sicher. Da die Satelliten-Rauschzahl in typischer Weise um einige wenige Dezibel schlechter als die der Bodenstationen 16 ist, ist zum Ausgleich dieses Unterschiedes eine zusätzliche Leistung der Bodenstationen 16 erforderlich. Es läßt sich eine Verringerung der Sendeleistung für die Bodenstationen 16 um 5 bis 10 dB im Vergleich zu einem nichtregenerativen Satelliten erwarten. Diese Leistungseinsparung ist unabhängig von der Kanalunterteilung.

Die Satellitenanlage 10 kann entweder feste oder Mehrfachabtast-Punktstrahlen besitzen. Eine An3a ge mit Mehrfachabtaststrahlen ergibt eine Anpassungsfähigkeit bei der Angleichung der Ausrüstungen des Satelliten an ungleichmäßige Verkehrssituationen am Boden durch eine bedarfsmäßige Zuordnung von Zeitlagen. Für einen Betrieb mit Kanalunterteilung ist jedoch die Möglichkeit eines Frequenzspringens bei den Bodenstationen 16 erforderlich. Das heißt, in unterschiedlichen Teilen des TDMA-Rahmens kann es für eine gegebene Bodenstation erforderlich sein, auf unterschiedlichen Trägerfrequenzen zu senden. Wiederum ist eine gleichzeitige Aussendung auf zwei oder mehreren Kanälen ausgeschlossen.

Die verschiedenen Baugruppen der Satelliten 12, 44, beispielsweise das Antennenspeisenetzwerk 22, der Demodulator und Regenerator 24, die Multiplexer 26, 48, die Weglenkungskoppler 30, 46, die Koppelsteuerung 32, der Modulator 36 und der Sender 38 sind dem Fachmann auf dem Gebiet der Satellitenübertragungen bekannt und brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

Betriebsweise

Die oben beschriebene Satellitenanlage 10 kann einen großen Erd- oder Bodenbereich mit seinen vielen, gleichzeitig betriebenen Punktstrahlen versorgen, die das Frequenzband voll neu ausnutzen. Es werden M Punktstrahl-Unterbereiche angenommen, die miteinander zu ver-

bindende E&fetationen 16 überdecken. Für einen Satelliten mit festen Punktstrahlen liegt M im Bereich von vielleicht 10 bis 15, und es werden dann M gleichzeitige Strahlen gebildet. Alternativ kann für einen Satelliten mit mehreren Abtastpunktstrahlen, beispielsweise den Satelliten 44 in Fig. 2, M im Bereich von 100 liegen, aber nur ein kleiner Bruchteil dieser Zahl, beispielsweise 1/10, gleichzeitiger Strahlen wird erzeugt. In beiden Fällen läßt sich der Punktstrahl-Zu-Punktstrahl-Verkehr durch die M χ M-Verkehrsmatrix T darstellen:

T = -i (1) ,

"tyi -j · · · · · T4 M

wobei das Element t. . den Gesamtverkehr darstellt, der

ι, j

vom Punktstrahl i ausgeht und für den Punktstrahl j bestimmt ist. Man beachte, daß der Vekehr, der jedes Element der Matrix T enthält, viele Bodenstationen 16 je Strahl umfassen kann.

Für den Fall, daß jeder Satellitensender 38 die gesamte Bandbreite belegt, läßt sich zeigen, daß eine Blockierung dann auftritt, wenn entweder der von einem gegebe- nen Punktstrahlbereich abgehende oder für ihn bestimmte Verkehr die Kapazität eines einzelnen Senders 38 übersteigt, oder der gesamte angebotene Verkehr die Gesamtkapazität des Satelliten 12, 44 übersteigt. Wenn darüberhinaus der Gesamtverkehr gleich der Gesamtkapazität des Satelliten 12, 44 ist, wird jeder Sender 38 mit einem Wirkungsgrad von 100 % ausgenutzt. Das heißt, es ist eine TDMA-(Zeitrnultiplex-Mehrfachzugriff von Time-Division Multiple Access)-Zeitlagenzuordnung derart vorhanden, daß alle Zeitlagen für jeden Sender 38 benutzt werden. Für einen Kanal-unterteilten Betrieb ist es wünschenswert, daß der Bündelwirkungsgrad und der Wirkungsgrad für die Gesamtausnutzung des Senders 38

32Q0249 j I . ; ■: ': . ;

beide einem Betrieb des Senders 38 mit einem einzigen Breitenband vergleichbar sind.

In jedem Punktstrahl können sowohl Bodenstatxonsbenutzer mit großem Verkehr als auch mit kleinem Verkehr auftreten. Ein bequemes Verfahren zur Anpassung beider Benutzer gleichzeitig ohne die Notwendigkeit, daß Benutzer mit hohem Volumen eine große Zahl von Bits vor der Übertragung speichert, besteht darin, einen zeitlich langen Grundrahmen zu definieren, der sich während einer Zeit wiederholt, die kurz ist im Vergleich zur Satellitenweglaufzeit, aber trotzdem genügend lang ist, um ein großes Paket von Bits für einen einzelnen Sprechkreis zuzulassen. Innerhalb dieses Grundrahmens können Benutzer mit hohem Volumen ihre Übertragungen mehrere Male wiederholen. Diese Vergrößerung der Übertragungsrate für solche Benutzer benötigt trotzdem aber keine zusätzliche Speicherung. Typische Betriebsparameter für die Anlage 10 lauten wie folgt:
,Rahmenzeit: 25 ms

Wenigstens alle 25 ms überträgt eine Erdstation 16 800 Informationsbits (800 Bit/25 ms = 32 kb/s) zuzüglich von 134 Zusatzbits, wenn sie in aktiver Nachrichtenverbindung mit einer anderen Bodenstation 16 steht. Unterrahmenzeit: 500 ps

Alle 500 ps stellt der Weglenkungskoppler 30, 46 des Satelliten alle möglichen Verbindungen zwischen allen Aufwärts-Punktstrahlen 14 und Abwärts-Punktstrahlen 42 her. (Es werden Jeweils 12 Punktstrahlen in beiden Richtungen als typisch benutzt.)

Minimale Verbindun^szeitt 10,42 us Es handelt sich hierbei um die minimale Zeit, während der der Weglenkungskoppler 30, 46 des Satelliten Paare von Bodenstationen 16 verbindet. Dadurch können 48 Zeiteinheiten zwischen den 12 Aufwärts-Punktstrahlen und den AbwSrts-Ptmktötrahlon h'£ verteilt worden, wobei die mittlere Verbindungszeit gleich 500/12 = 41,67 ps beträgt.

Bitraten;

Innerhalb der minimalen Verbindungszeit sind 8 Zeitlagen definiert, die je ein Sprechkreispaket von 934 Bits enthalten. Die Gesamtbitrate für einen einzigen Kanal hoher Geschwindigkeit ist demgemäß definiert durch: 934 χ 8 Bits

10,4x ps

Bei einer Übertragungsbandbreite von 500 MHz ist dann ein BTL-Produkt (Kanalbandbreite χ invertierte Signalrate) von 1,39 erforderlich, was vernünftig ist. Für eine Parallelübertragung, d.h. Aufwärts-Prequenzkanäle 18, sind die folgenden Bitraten und Einsparungen an Aufwärts-Sendeleistung möglich:

Zahl der Kanäle Bitrate Leistungseinsparung je Strahl (Mb/ε) (dB)

1 717,3 0

2 358,6 3 4 179,3 6

^ 8 89,6 9

Rahmenwiederholungsraten:

Da der Satellit 12, 44 seine Schalt- oder Vermittlungsfolgen alle 500 ps wiederholt, läßt sich ein Äquivalent von 400 Sprechkreisen zeitanteilig während der minimalen Verbindungszeit von 10,4 ps zwischen den Bodenstationen über diesen Punktstrahl verwirklichen. Für einen Sprechkreis müssen die Zeitlagen alle 25 ms wiederholt werden, können aber mit Bruchteilen bis zu alle 500 us wiederholt auftreten. Dies entspricht einer Erhöhung der Kapazität. Die nachstehende Tabelle gibt auf zweckmäßige V/eise verfügbare Pakete an;

	3200249	4 Kanäle	» · *	* - ■
		-2
Zahl von (32 kb/s)	-13-	10
Wiederholungs periode (msj	Sprechkanälen / Kanal	20	2 Kanäle	i " Kanal
25	8 Kanäle	•50	4	8
5	1	100	20	40
2,5	•5	40	80
1	10	100	200
0,5	25	200	400
50

Unterrahmenlänge: 10,4 ps

Das oben erläuterte Rahmenformat ermöglicht 2, 4 und 8 Frequenz-unterteilte Kanäle. Die Verwendung von nur 2 oder 4 Kanälen scheint kaum die zusätzliche Komplizierung zur Einsparung von nur 3 bzw. 6 dB an Aufwärts-Sendeleistung wert zu sein. Andererseits läßt sich das Rahmenformat nicht auf einfache Yfeise unter Erzeugung von 16 Kanälen unterteilen. Obwohl die Aufwärts-Sendeleistung im Prinzip um 12 dB verringert werden könnte, wird der Satellit sehr kompliziert, da er 192 Empfänger mit Detektoren für ein 12-Strahlsystem erfordert.

Obzwar eine 8-Weg-Kanalunterteiiung mit 96 Aufwärts-Kanälen zu einem verhältnismäßig komplizierten Satelliten führt, läßt sich eine solche Satellitenanlage trotzdem handhaben. Eine Leistungseinsparung um den Faktor 8

2.5 verringert den Sendeleistungsbedarf einer typischen Erdstation mit 200 ¥ auf 25 W , so daß für den Aufwärtssender der Bodenstationen 16 unter Umständen von Wanderwellenröhren hoher Leistung auf wirtschaftlichere und zuverlässigere Halbleiterbauelemente übergegangen werden kann.

Überlegungen für feste Punktstrahlen

Aus praktischen Gründen ist eine Bit-Anzeige und -Regenerierung für eine Satelliten-Auslegung erforderlich, bei der eine Signalverarbeitung an Bord benutzt wird. Obwohl man sich einen nichtregenerativen Satelliten vorstellen

könnte, der frequenzunterteilte Aufwärtsverbindungen verarbeitet und einen einzigen Abwärtssender für jeden Strahl besitzt, hat ein solcher Lösungsversuch mehrere Nachteile, in der Hauptsache das Erfordernis eines linearen Leistungsverstärkers. Dieses Problem ist so schwerwiegend, daß es wahrscheinlich die Vorteile des einzigen Breitbandverstärkers zunichte machen würde.

In der einfachsten Form werden die Aufwärts-Frequenzkanä-Ie 18 gemäß Fig. 1 im Satelliten vor dem Koppler 30 multiplexiert. Der Koppler 30 arbeitet bei dieser Schaltung im Grundband. Man könnte jedoch leicht eine Abänderung treffen, bei der eine Zwischenfrequenzkopplung eder -vermittlung benutzt wird, indem die Modulatoren 36 auf die linke Seite des Kopplers 30 gebracht werden. Es wäre dann jedoch wahrscheinlich eine Frequenzumsetzung auf den Hochfrequenzbereich auf der Abwärtsseite des Weglenkungskopplers 30 erforderlich. Die Anordnung des Satelliten 12 ahmt eine Situation nach, bei der ein einziger Aufwärts-kanal je Aufwärts-Punktstrahl 14· benutzt wird. Unter bestimmten Umständen kann sich eine Zugriffsmöglichkeit ergeben, die der eines einzigen Breitbandkanals entspricht. Wenn einer Bodenstation 16 nur einer der Aufwärts-Frequenzkanäle 18 zugeordnet ist oder sie diesen erzeugen kann, so ist der Zugriff wesentlich verringert im Vergleich zu dem Äquivalent eines einzigen Aufwärts-kanals hoher Geschwindigkeit, wie in Verbindung mit dem Satelliten 12. Für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal je Strahl ist die Verbindungszeit zwischen dem i-ten Aufwärts-strahl und dem j-ten Abwärtsstrahl entsprechend der Darstellung in der oben angegebenen Verkehrsmatrix proportional dem Element t. .. im

i» j

Prinzip beträgt für eine 8s1-Kanalunterteilung die Verbindungszeit wiederum t, ., da die 8 parallelen Kanäle, die je mit 1/8 der Datenrate betrieben v/erden, die gleiche Verbindungszeit wie ein einzelner Kanal benötigen, der mit der Datenrate für die volle Bandbreite

arbeitet. Da jedoch jede Bodenstation 16 nur auf einen einzigen Kanal zugreifen kann, kann der Fall eintreten, daß während eines bestimmten Verbindungsintervalls ein Bruchteil größer als 1/8 des Elements t. . von den Boden-Stationen 16 ausgeht, die alle dem gleichen Kanal zugeordnet sind. In diesem Fall bleibt die Verbindungszeit auf dem für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal erforderlichen Wert, und dann müssen bestimmte Gesprächsverbindungen notwendigerweise blockiert sein. Wenn al- ternativ die Verbindungszeit vergrößert wird, um eine Anpassung an den gesamten, von den einem gemeinsamen Kanal zugeordneten Bodenstationen 16 zu erreichen, dann bleiben die übrigen 7 Kanäle für einen Teil der Verbindungszeit unbenutzt, wodurch sich ein schlechter Wirkungsgrad für die Kapazitätsausnutzung des Satelliten 12 ergibt. Die Güte nimmt also im Vergleich zu einem Betrieb mit einem einzigen Kanal ab.

Beispielsweise können in einem Unterrahmen für einen einzigen Aufwärts-Frequenzkanal 18 die Bodenstationen sich das Äquivalent von 400 Sprechkreisen teilen, und jede Station 16 hat einen Zugriff zu jedem dieser Sprechkreise, da alle einen einzigen Kanal zeitanteilig benutzen. Wenn 8 Kanäle verwendet werden, stehen nur 50 Sprechkreise zur Verfügung, und zwar vermutlich für 1/8 der Bodenstationen 16. Als Folge davon ist der Bündelwirkungsgrad wegen der verringerten Anzahl von Kanälen reduziert. Ein weiteres schwieriges Problem ergibt sich bei der Anpassung an Kanäle mit hohen Datenraten, beispielsweise Kanäle, die für einen Videobetrieb benutzt werden. Wenn allein die minimale Unterrahmenzeit zwischen einem bestimmten Paar von Strahlen zur Verfügung steht, dann entspricht die volle Ausnutzung eines der 8 frequenzmäßig unterteilten Kanäle nur 1,6 Mb/s , ein kaum für einen Videokreis ausreichender Betrag. Wenn daher eine Station eine Videoverbindung benötigt, blockiert sie alle anderen bezüglich irgendeiner Bedienung durch den jeweiligen Strahl, wenn diese anderen

32002A9 j :.■".: j ": ->':'/

-16-Stationen 16 keinen Zugriff zu einem anderen Kanal haben.

Wenn Erdstationen die Möglichkeit haben, zusätzliche Kanäle zu erzeugen, so nähert sich die Anlage 10 der Zugriffsmöglichkeiten bei einem einzigen Kanal. Für eine Verbindung des i-ten AufwärtsStrahls über den j-ten Abwärtsstrahl werden die Bodenstationen Kanälen so zugeordnet, daß jeder Kanal 1/8 des Verkehrs von t. ., überträgtο Dadurch wird sichergestellt, daß die Verbindungszeit i-j die kürzestmögliche ist und an die Verbindungszeit angepaßt ist, die für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal erforderlich ist. Für eine Verbindung mit dem k-ten Abwärtsstrahl werden die Erdstationen 16 den Kanälen neu so zugeordnet, daß wiederum jeder Kanal 1/8 des Verkehrs t. ,_ überträgt. Durch eine dynamische Zu-

i, Ά

Ordnung der Bodenstationen 16 zu den Kanälen ist es möglich, die Belastung jedes Kanals so auszugleichen, daß die Verbindungszeit ein Minimum wird und der Ausnutzungswirkungsgrad für die Kapazität des Satelliten demjenigen nahekommt, der sich für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal erreichen läßt. Gleichzeitig wird die Aussendung einer gegebenen Bodenstation 16 auf zwei oder mehr Kanälen vermieden. Obwohl eine solche Lösung der festen Kanalzuordnung überlegen ist, ergeben sich notwendigerweise Unvollkommenheiten, weil die Anzahl von Bodenstationen 16 je Strahl begrenzt ist und nicht immer die Möglichkeit besteht, die Bodenstationen 16 exakt so in Kanalgruppen zu unterteilen, daß für jeden Bestimmungsort die Kanalbelastung immer genau gleich ist. Wenn weiterhin irgendeine Bodenstation 16 im Strahl i einen Bruchteil größer als 1/8 einer Verkehrseinheit t. . benötigt, dann muß die minimale Verbindungszeit verlängert werden, wodurch sich ein schlechter Wirkungsgrad oder im anderen Fall eine Blockierung ergibt.

Ein alternatives Verfahren zur wirksameren Ausgestaltung eines kanalisierten Aufwärts-Betriebs wird mit dem Satelliten 44 gemäß Fig. 2 verwirklicht. Hier arbeitet

der Satelliten-Weglenkungskoppler 46 rait frequenzmäßig kanalisierten Aufwärts-Punktstrahlen 14, und das Multiplexieren zu seriellen Abwärts-Punktstrahlen 42 hoher Geschwindigkeit findet nach der Weglenkung statt. Auf den ersten Blick scheint dieses Verfahren unpraktisch zu sein, wenn man an die erforderliche große Zahl von Koppler-Kreuzpunkten denkt (proportional zum Quadrat der Anzahl von Eingangsanschlüssen 28). Es wird jedoch die Bitrate der Signale, die über die Kreuzpunkte geführt werden müssen, um den Faktor 8 auf 45 Mb/s verringert. Dabei wird eine 4-Phasen-Modulation angenommen. Der 90-Mb/s-Strom kann also in zwei 45-Mb/s-Ströme aufgeteilt werden, die je nach Wunsch unabhängig vermittelt werden können. Bei dieser verhältnismäßig niedrigen Bitrate ändert sich die Technologie für den Aufbau des Satellitenkopplers 44 von einer Ausführung in Form ungewöhnlicher Logikschaltungen hoher Geschwindigkeit in eine Ausführung mit handelsüblichen Logikfamilien, die in vielen Fällen raumfahrttauglich sind.

Bei dem hinter dem Koppler angeordneten Multiplexer 48 gemäß Fig. 2 hat jeder Aufwärtskanal 18 Zugriff zu jedem Multiplexer 48 und demgemäß zu jedem Abwärts-Punktstrahl 42. Wenn eine Änderung erforderlich ist, wird lediglich eine Neuordnung des Satelliten-Weglenkungskopplers 46 verlangt. Alle 8 Ausgangsanschlüsse 34 des Kopplers 46, die mit einem Multiplexer 48 verbunden sind, laufen zur gleichen Bestimmungsstelle, und jeder Aufwärtskanal 18 hat Zugriff zu einem Ausgangsanschluß 34, der zu einem Multiplexer 48 führt, wenn der Satelliten-Weglenkungskoppler 46 nicht blockierend ausgeführt ist. Die Brauchbarkeit dieser Lösung wird nachfolgend geprüft. M

sä
L. % . (3)

FL stellt den gesamten Verkehr dar, der vom Strahl I stammt. S . stellt den gesamten Verkehr dar, der beim Strahl j endet. Es sei angenommen, daß die Bodenstationen so auf den i-ten Strahl aufgeteilt sind, daß jede Gruppe %A> Einheiten des Aufwärts-Verkehrs beiträgt, wobei D die Anzahl von Aufwärts-kanälen 18 ist. Bei dieser Aufteilung werden die Bestimmungsorte für den Verkehr, der von irgendeiner Bodenstation stammt, nicht betrachtet. Auf entsprechende Weise sind die Bodenstationen des Strahls j so aufgeteilt, daß jede Gruppe S ./D Verkehrs-

einheiten empfängt. Man beachte, daß gilt: R₄ < DC, S. < DC, wobei C die Kapazität eines kanalisierten Transponders ist. Eine notwendige Bedingung zur Durchführung dieser Aufteilungen besteht darin, daß keine Bodenstation 16 mehr als C Verkehrseinheiten liefert.

Bei dieser Aufteilung werden insgesamt MD Aufwärtskanäle und MD Abwärts-kanäle erzeugt. Wenn diese von 1 bis MD numeriert werden, läßt sich eine MD χ MD-Verkehrsisatrix T für die Kanäle in Form MD χ MD schreiben:

T~ T

,1 ····· ^UMD,MD

(4) ρ

wobei das Element % . den Verkehr vom Kanal i darstellt, der für den Kanal j bestimmt ist. Die Kanäle i und j können sich im gleichen oder in unterschiedlichen Strahlen befinden. Entsprechend sind im Satelliten 44 D kanalisierte, sich nicht störende Ausgangsanschlüsse 34 des Weglenkungskopplers 46 für jeden von M unabhängigen Punktstrahlen, wobei sich insgesamt MxDxC Einheiten an verfügbarer Kapazität ergeben. Entsprechend dem Konstruktionsaufbau summiert sich keine Zeile oder Spalte des Ausdrucks (4) zu einem größeren Wert als C, und der Gesamtverkehr übersteigt MxDxC nicht. Dem Fachmann ist bekannt, daß immer die Möglichkeit besteht,

•ι H * " "

-19-

den Verkehr ·Τ wirksam auf die Γ© kanalisierten Transponder des Satelliten aufzuteilen. Das heißt, es gibt eine konfliktfreie Koppelfolge für den MD χ MD-Satelliten, die für einen Ausnutzungsgrad von 100 % der Satellitenkapazität sorgt. Demgemäß ist der Wirkungsgrad und die Verbindungsgüte die gleiche wie für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal. Natürlich werden die kanalisierten Ausgangssignale der Ausgangsanschlüsse 34 des Satellitenkopplers 46 zu einzelnen seriellen Abwärts-Kanalströmen für den Abwärts-Punktstrahl 42 gemäß Fig. 2 multiplexiert.

Für die Anlage 10 mit dem Satelliten 12 in Fig.1 ist kein Frequenzspringen erforderlich. Für eine gegebene Verkehrsmatrix T ist jede Bodenstation 16 einem bestimmten Kanal hoher Geschwindigkeit eines Abwärts-Punktstrahls 42 zugeordnet. Da Jedoch jeder Aufwärts-kanal 18 jetzt 1/8 der Kapazität eines einzigen Abwärts-Breitbandkanals hat, ist der Bündelwirkungsgrad im Vergleich zu einem Betrieb mit einem einzigen Kanal etwas verringert, da eine Verbindung blockiert sein kann, wenn der dieser Bodenstation zugeordnete Kanal voll belegt ist. Hierbei handelt es sich jedoch nur um einen untergeordneten Einfluß, da für einen 8-Kanal~Betrieb die Sprechkreise in Gruppen von etwa 1250 im Vergleich zu etwa 10 000 für einen Einzelkanalbetrieb gebündelt sind. Da .die Zahl von Sprechkreisen in jedem Bündel in beiden Fällen groß ist, ist der Bündelwirkungsgrad sehr hoch. Jedenfalls können bei Vorsehen eines Frequenzspringens dann, wenn sich T ändert, die Bodenstationen 16 neu unterschiedlichen Kanälen in wirksamer Anpassung an die Änderung zugeordnet werden. Demgemäß läßt sich im wesentlichen der gleiche Bündelwirkungsgrad und Transponder-Ausnutzungsgrad wie bei einem Betrieb mit einem einzelnen Kanal erreichen.

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Überlegungen für Abtast-Punktstrahlen

Das oben erläuterte Konzept einer Kanalunterteilung läßt sich auf Satellitenanlagen mit Mehrfach-Abtaststrahlen anwenden. Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Antennenanschlüsse beider Satelliten 12, 44 Anschlüsse für Abtaststrahlen statt für feste Puiiktstrahlen sein können. Das Verkehrssystem wird dann in ähnlicher Weise durch die Matrix T angegeben, die Anzahl von Punktstrahlbereichen ist aber wesentlich größer als die Anzahl gleichzeitig vorhandener Strahlen. Wie bei einem Betrieb mit festen Strahlen ergibt sich ein schlechter Wirkungsgrad, wenn die Bodenstationen Jedes Punktstrahls in D feste Kanalgruppen unterteilt werden. Alternativ können die Punktstrahlbereiche für die minimale Verbindungszeit miteinander verbunden werden, die für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal festgestellt wurde, und es kann die Möglichkeit des Frequenzspringens in jeder Bodenstation vorgesehen sein, derart, daß für jedes Verb^indungsintervall der angebotene Verkehr belastungsmäßig zwischen den D Kanälen ausgeglichen wird. Wenn die Antennenanschlüsse des Satelliten 44 abtastbar gemacht werden, ist die Möglichkeit eines Frequenzspringens bei den Bodenstationen im allgemeinen erforderlich. Es wurde oben angegeben, daß für N = M eine wirksame TDMA-Zuordnung unter der Voraussetzung möglich ist, daß keine Zeile oder Spalte von T mehr als DC Kapazitätseinheiten benötigt, und daß der gesamte angebotene Verkehr MxDxC nicht übersteigt. Für Mehrfach-Abtaststrahlen gilt: M»N. Jeder Kanal liefert C Kapazitätseinheiten, es sind D Kanäle jedem Strahl zugeordnet,und die Anzahl gleichzeitig vorhandener Strahlen ist N. Demgemäß beträgt die gesamte Systemkapazität NxDxC. Wenn für die Verkehrsmatrix T die oben angegebene Gleichung (1) gilt, keine der M Punktstrahl-Bodenbereiche mehr als DC Kapazitätseinheiten benötigt (DC ist die Kapazität, die für einen Betrieb mit einem einzigen Kanal zur Verfügung steht) und der gesamte angebotene Verkehr NxDxC nicht über-

steigt, dann ist eine wirksame TDMA-Zuordnung für Mehrfach-Abtaststrahlen mit kanalunterteilten Aufwärtsverbindungen möglich.

Für eine Mehrfach-AbtastStrahlanlage 10 zerfällt T in eine Folge von Matrizen, die wenigstens einen von 0 verschiedenen Eintrag in jeder von N Zeilen und N Spalten sowie O-Eintragungen in allen anderen Zeilen und Spalten "besitzen. Diese Matrizen sind ferner dadurch g& ennzeichnet, daß für jede Matrix die Zeilen- und Spaltensummen des Verkehrs gleich sind, obwohl die gemeinsamen Zeilen- und Spaltensummen für jede Matrix nicht gleich der gemeinsamen Summe für die übrigen Matrizen sein müssen. Wenn eine solche Verkehrsmatrix-Unterteilung möglich ist, dann werden für die k-te¹ Matrix der Unterteilung die Bodenstationen 16 entsprechend den N Aufwärts-spalten und den N Abwärts-zeilen mit von 0 verschiedenen, sich beispielsweise zu G^ summierenden Eintragungen in D Gruppen unterteilt, derart, daß jede Gruppe G_k/D Verkehrseinheiten enthält. Für die k-te Matrix bestehen die gleichen Bedingungen wie für die Anordnung mit festen Strahlen, und es ergibt sich eine wirksame TDMA-Zuordnung (d.h. minimale Verbindungszeit) für den durch die k-te Matrix dargestellten Verkehr. Da die ursprüngliche Verkehrsmatrix T in eine Folge von Matrizen unterteilt worden ist, die je auf wirksame Weise zugeordnet werden kann, folgt, daß durch eine Reihenschaltung der Zuordnungen jeder Matrix der Unterteilung insgesamt eine wirksame Zuordnung erreicht wird. Da der Verkehr von einem gegebenen Bodenbereich-"Fußabdruck" in mehr als einer Matrix enthalten sein kann und die kanalisierten Unterteilungen für unterschiedliche Matrizen verschieden sein können, ist im allgemeinen ein Frequenzspringen erforderliche

Die ursprüngliche Verkehrsmatrix ist durch die folgenden Grenzen gekennzeichnet:

t, , < DC (5)

t, . < DC (6)

M .. Jl M

Σ R₁ = ΣΓ S. = Σ1 Σ t* , < NDC (7)

Demgemäß läßt sich immer ein N-fach-Ausdruck oder eine Diagonale von von Null verschiedenen Eintragungen, die alle Zeilen und Spalten (falls vorhanden) erfassen und sich zu DC summieren, finden. Für Jede solche Diagonale einer M χ M-Matrix mit von Null abweichenden Eintragungen nur in den durch die Diagonale erfaßten N Zeilen und N Spalten gilt durch Zuordnen von Verkehr aus den entsprechenden Elementen von T derart, daß die Zeilen- und Spaltensummen der neugebilcleten Matrix gleich sind, daß dieser gemeinsame Wert CL soweit als möglich der Bedingung unterliegt, daß

DC - Q₁ > U₁ (8) ,

wobei U₁ die größte Summe jeder nicht durch die neugebildete Matrix erfaßten Zeile oder Spalte ist. Die Ungleichung (8) gibt an, daß die unbenutzte Kapazität des Satelliten 44 nach der Zuordnung des gesamten Verkehrs der neugebildeten Matrix größer sein muß als der Verkehrsbedarf Jedes Punktstrahl-Fußbereichs, der keinen Verkehr zur neugebildeten Matrix beigetragen hat. Diese Bedingung stellt sicher, daß nach Subtrahieren des Verkehrs der neugebildeten Matrix von T eine Diagonale der reduzierten Matrix vorhanden ist, derart, daß die Aufteilung weiterlaufen kann. Dieses Verfahren wird schrittweise fortgeführt, bis die Matrix T vollständig aufgeteilt ist. Für den k-ten Schritt muß die Ungleichung (8) ersetzt v/erden durch: k

DC ~ Σ Q_n > U. (9).

n=i ^^{1 K}

Es sei beispielsweise angenommen, daß M=3 Punktstrahl-

bereiche vorhanden sind, daß N=2 Strahlen gleichzeitig gebildet werden können und daß das Band in D=2 gleiche Kanäle je mit einer Kapazität C=40 Zeitlagen aufgespalten ist. Die Punkt-zu-Punkt-Verkehrsmatrix und eine mögliche Unterteilung in eine Folge von 6 Matrizen mit von O verschiedenen Eintragungen in nur 2 Zeilen und Spalten ist in Tabelle I gezeigt.

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Γο CN! O¹

CN O O

(O O O|

N N -f

VO CM ^ CM CM

ΓΟ CN Ö· CM "O O Ö¹

CN O CM ι* O O CN

! CM O O₁ "3* I CM O Οι +

¹CM Öi Ö¹ "5* "CN OO¹ CM ¹CNO O* CNO"=3*VOOOCNCNOOCN

CM CO ^ |CN O O ι CN I O O O ι |Ο O O₁

CM CM O ' ^ VO VO

¹O O Ο⁽ t-l

(_) , VO CM O₁ COCM^OVDrMM¹O CN "3¹ O

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,VD

O

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O

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VO

₊

H

VD

VO

O

I

VD

ο,

I

VO

⁰I

VD

+

₊

H

^O C3 CO^ VD ^O O CO" ' CO Έ> CO ' ' CO CD Co"¹ ' CO C) OO^

ΟΟΟ" ΟΟΟ ΟΟΟ ΟΟΟ ΟΟΟ

,CO O CO [ VD (CO O CO, ! CO O CO , ,03 O CO , ,00 O CO ,

	II	O CM	CM cn
O	O CN	CO¹	CM H
¹VD	CO		VD cn
		co I
O	CO

Il Il Il Il

Man erkennt für ^ede Matrix der Aufteilung, daß die Zeilen und Spalten sich zur gleichen Zahl summieren und die Bedingung (9) erfüllt ist.

Es wird Jetzt das Zeitintervall, in welchem die dritte Matrix der Aufteilung bedient wird, betrachtet. Während dieses Intervalls sind ziiel Aufwärtsatrahlen (von den Bereichen 1 und 2) mit zwei Abwärtsstrählen (wiederum zu den Bereichen 1 und 2) miteinander verbunden. Wenn man annimmt, daß der Bereich 1 drei Bodenstationen g. .., g. 2 und g^ -z enthält und der Bereiches zwei Bodenstationen g~ * und gp £ enthält, dann wer'den von den 6 Verkehrseinheiten, die im Bereich 1 für dieses Intervall entstehen, 3"Einheiten von g^ ^, 2 Einheiten von g^ ₂ und 1 Einheit von g., , beigetragen.-Demgemäß ist ' '■*->- ' '■

1p dieses Intervall g₄ _Λ dem Kanal 1 zugeordnet,und g. _o

r, ι ■ \ _tc.

scttfie g. -z sind dem Kanal 2 zugeordnet. Von den 6 Verkehrseinheiten , die während dieses Intervalls im Bereich 2 entstehen, werden 3 von g₂ -] ^und 3. von g_{2 2} beigetragen. Demgemäß ordnen wir für dieses Intervall g2 ^ dem

kanal 1 und ^₂ 2 ^dem Kanal. 2 .zu* In entsprechender Weise sind für die Abwärtsverbindung des Bereichs 1 3 Einheiten für g., * vorgesehen und kommen auf dem Kanal 1 an, und 2 Einheiten sind für g^ ₂ ^{sowie e}i^ne Einheit ist für g^ -z vorgesehen und kommen auf dem Kanal 2 an. Für den Bereich 2 kommen auf dem Kanal 1 3 Einheiten für g₂ λ Und auf dem Kanal 2 3 Einheiten fürg₂ 2 ^an* ^Eine kanalisierte Verkehrsmatrix S^, für dieses Zeitintervall könnte dann wie folgt aussehen:

	Bereich	1	Kanal	1	Bereich T	Kan^ 2	Bereich 2	Kan.2
			Kanal	2	Kah.1	- O	Kan.1	1
			Kanal	1	- 1	1	- 1	1
	Bereich	2			0	1	1	O
S3 -			Kanal	2	1		1
					1		1
				1	0

Man beachte bei dieser Matrix, daß jede Zeile und Spalte

sich zu drei Einheiten summiert und daß der Gesamtver» kehr 12 Einheiten enthält. Für jede der 4 kanalisierten Aufwärtsverbindungen sind 3 Verkehrseinheiten zur Anpassung an diesen Verkehr vorgesehen. Eine Zuordnung ist sichergestellt. Durch Anwendung erprobter Verkehrszuordnungsverfahren für einen solchen Problemtyp gewinnt man die vom Satelliten-Koppler durchgeführten Verbindungsfolgen entsprechend der Tabelle II:

Tabelle II

Aufwärts
Abwärts

Aufwärts

Abwärts
15

Aufwärts
Abwärts

Die Multiplexer kombinieren dann die beiden Kanäle für den Bereich 1 und die beiden Kanäle für den Bereich 2 zu zwei seriellen Strömen hoher Geschwindigkeit.

Zeitmultiplexzuordnungen des Satelliten-Kopplers für jede der verbleibenden, durch Auflösen der Matrix T gebildeten Matrizen lassen sich auf ähnliche Weise gewinnen. Demgemäß ist es möglich, die Kapazitätsreserven des Satelliten mit einem Wirkungsgrad auszunutzen, der dem eines Betriebs mit einem einzigen Kanal nahekommt*

	1	Bereich	2	Kanal 1	2
Bereich Kanal 1		Bereich Kanal 1
			%	Bereich Kanal 2
	1	Bereich	2		2
Bereich Kanal 2		Bereich Kanal 2		Kanal 2
			2,
	2	Bereich	1	Bereich Kanal 1	1
Bereich Kanal 1		Bereich Kanal 1
			2,	Kanal 1
	2	Bereich	1		1
Bereich Kanal 1	Bereich Kanal 1	Bereich Kanal 2

Kanal 2

Bereich Kanal 2

Eine endliche "Körnigkeit" , also Ungleichmäßigkeit, bei der Zuordnung von Bodenstationen zu Kanalgruppen für jede Matrix der Unterteilung kann jedoch verhindern, daß ein Ausnutzungswirkungsgrad von 100 % erreicht wird.

Claims

BLUMBACH · WESER -BEfRGE1N /i.Kft^MBR 320024£ ZWIRNER · HOFFMANN PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN Palentcons.ult Racieckestraßo 43 3000 München ω Telefon (08?) 883603/883604 Telex 05-212313 Telegramme Palentconsull Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561996 Telex 04-18'.2S? Telegramme Patentconsult Western Electric Company Incorporated New York, N.Y. 10038, USA ACAMPORA, A.12-20-15 Patentansprüche

1./ Nachrichtensatellit zur Bedienung einer Vielzahl von zugreifenden und empfangenden Bodenstationen (16), die miteinander über den Satelliten (12, 44) in Nachrichtenverbindung stehen,

mit einer Einrichtung (20) zum Empfang einer Vielzahl von digitalen Aufwärtssignalen von zugreifenden Bodenstationen, wobei die Aufwärtssignale als eine Vielzahl von Punktstrahlen (14) gleicher Bandbreite empfangen werden, die Je eine Vielzahl von frequenzunterteilten Aufwärtskanälen (18) umfassen,

mit einer Einrichtung (24) zur Demodulierung und Regenerierung der empfangenen Aufwärtssignale, mit einer Einrichtung (30) zur Wegführung der demodulierten und regenerierten Signale von einer Gruppe von Ein-r gangsanschlüssen (28) zu einer Gruppe von Ausgangsanscblüssen (34) zwecks Erzeugung entsprechender Abwärtssignale ,

mit einer Einrichtung (36, 38) zur Modulierung und Verstärkung der Abwärtssignale , und

mit einer Einrichtung (40) ,zur Aussendung der Abwärtssignale zu den empfangenden Bodenstationen (16), dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (36) vorgesehen ist, die die Signale nach der Regenerierung zur Bildung eines seriellen Sig-

München: R. Kramer Dipl.-Ing. · W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P. G. Blumbach Dipl.-Ing. · P. Bergen Prof. Dr. jur. Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw, bis 1979 G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

nals hoher Bitrate multiplexiert,und eine Einrichtung zum Aussenden des seriellen Abwärts-signals hoher Bitrate als eine der Anzahl von Aufwärts-Funktstrahlen (14) entsprechende Vielzahl von Abwarts-Punktstrahlen (42) gleicher Bandbreite, die wenigstens einen Abwärts-Frequenzkanal enthalten,

und daß eine größere Anzahl von Aufwärts-kanäler (18) je Aufwärts-Punktstrahl (14) als Abwärts-kanäle je Abwärts-Punktstrahlt (42) vorhanden ist.

2. Nachrichtensatellit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwärts-signale in Form einer Vielzahl von Punktstrahlen (42) ausgesendet werden, die je nur einen einzigen Abwärts-Frequenzkanal enthalten, und daß der Abwärts-Frequenzkanal eine Bandbreite gleich der kombinierten Bandbreite der Aufwärts-Frequenzkanäle (18) in einem Aufwärts-Punktstrahl (14) besitzt.

3. Nachrichtensatellit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexiereinrichtung (26) so angeordnet ist, daß sie die Aufwärts-signale nach ihrer Regenerierung und vor Durchlaufen der Wegführungseinrichtung (30) multiplexiert.

4. Nachrichtensatellit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Multiplexiereinrichtung (26) so angeordnet ist, daß sie die Aufwärts-signale nach ihrer Wegführung zu den Ausgangsanschlüssen (34) und vor Durchlaufen der Moduliereinrichtung (36) multiplexiert.

5. Nachrichtensatellit nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegführungseinrichtung (30) so ausgelegt ist, daß sie entsprechend der augenblicklichen Signalverkehrsanforderung für den Satelliten (12, 44) dynamisch umgeordnet werden kann.