DE3644174A1 - Verfahren zur uebertragung von nachrichten ueber satelliten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Nachrichten über Satelliten, deren Transponderbandbreite größer ist als die Band­ breite des zu übertragenden Signals.

Bisher wird die Kapazität von vorhandenen Nachrichtensatelliten so aus­ genutzt, daß das zu übertragene Signal bezüglich Bandbreite und Leistung optimal übertragen werden kann. Dazu wird die Transponderbandbreite so bemessen, daß sie stets größer ist als die benötigte Bandbreite des Sig­ nals. Die Restkapazität kann mit konventionellen Datenübertragungsver­ fahren nicht genutzt werden, da aufgrund von dann entstehenden Intermo­ dulationen das bereits übertragene Signal gestört werden würde.

Die Erfindung hat die Aufgabe, diese ungenutzte Restkapazität in Trans­ pondern von Satelliten zu nutzen, ohne daß das bereits im Transponder übertragene Signal (z. B. TV-Signal) entscheidend gestört wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb der rest­ lichen Bandbreite des Transponders zusätzliche Daten mittels PN(Pseudo- Noise)-Folgen übertragen und ggf. zusätzlich dem Nutzsignal PN-Folgen direkt unterlagert werden.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, in der sie anhand der Zeichnung erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 die Belegung eines herkömmlichen Satellitentransponders mit der vorhandenen Restkapazität,

Fig. 2 das Prinzip der Spreizung mittels PN-Folgen,

Fig. 3 schematisch eine herkömmliche Transponderbelegung mit einem 25-MHz-TV-Signal in einem 36-MHz-Transponder und

Fig. 4 die gemäß der Erfindung aufgefüllte Transponderkapazität sowie die Unterlagerung einer PN-Folge unterhalb des TV-Signals.

Fig. 1 zeigt schematisch die Belegung eines herkömmlichen Satelliten­ transponders. Dabei ist die Transponderbandbreite so bemessen, daß sie stets größer ist als die benötigte Bandbreite des Signals. Nähere Anga­ ben sind z.B. den einschlägigen Frequenzplänen von INTELSAT und ECS zu entnehmen. Diese Restkapazität kann mit konventionellen Datenübertra­ gungsverfahren nicht genutzt werden, da aufgrund von dann entstehenden Intermodulationen das bereits übertragene Signal gestört werden würde.

Diese Restkapazität wird gemäß der Erfindung mit gespreizten Spektren aufgefüllt. Unter gespreizten Spektren ist hier zu verstehen, daß z. B. eine digitale Datenfolge (Bits) mittels PN-Folgen auf deren Bandbreite gespreizt wird. Dabei wird u. a. ein Datenbit auf die Länge einer PN-Fol­ ge gespreizt. Fig. 2 zeigt das Prinzip der Spreizung.

Durch die Spreizung wird die Energie pro Daten-Bit auf die Bandbreite der gesamten PN-Folge verteilt. Das Verhältnis der Bandbreite von PN-Folge zu Datenbit beträgt in der Regel "1000", d. h. die Energie des Datenbits wird auf ca. 1/1000 pro Hertz (Hz) verrringert.

Diese geringe Energie pro Hz hat praktisch keine Auswirkungen auf das eigentliche Signal im Transponder. PN-Folgen haben neben einem quasi zufälligen, rauschähnlichen Charakter sehr gute Autokorrelationseigen­ schaften, die eine exakte Detektion derselben ermöglichen. Werden PN-Fol­ gen verwendet, deren Codes orthogonal sind, so geht die Kreuzkorrelation der PN-Folgen gegen Null. Damit können n PN-Folgen überlagert werden, ohne sich gegenseitig zu stören.

Aufgrund der Eigenschaften von PN-Folgen und der Struktur eines TV-Sig­ nals ist es auch möglich, PN-Folgen dem TV-Signal an geeigneter Stelle auf der Frequenzachse direkt zu unterlagern.

Dieses Verfahren kann somit angewendet werden, um vorhandene Restkapazi­ tät im Transponder zu nutzen.

Weiteres zu PN-Folgen bzw. zur Unterlagerung von PN-Folgen unterhalb von Nutzsignalen ist u. a. der Literaturstelle DIXON, R.: Spread Spectrum Systems, John Wiley and Sons, N. Y. 1984 und dem Tagungsbericht Schukat, M.: Spread Spectrum-Based Synchronisation of Digital Satellite Transmissions, AIAA 11th Communication Satellite Systems Conference, March 17-20, 1986/San Diego, CA zu entnehmen.

Im Beispiel gemäß Fig. 3 wird ein Transponder des DFS (Deutscher Fern­ meldesatellit) herangezogen, um das Prinzip der Erfindung zu erläutern. Die Bandbreite eines Transponders beträgt dabei beispielsweise 36 MHz, das übertragene TV-Signal 25 MHz.

Die Struktur der Transponderbelegung nach der Erfindung sieht wie in Fig. 4 dargestellt aus. An der Bandkante des Transponders sind jeweils 4.5 MHz Restkapazität ungenutzt. Durch Verwendung von PN-Folgen wird diese noch vorhandene Kapazität voll aufgefüllt sowie eine PN-Folge an geeigneter Stelle auf der Frequenzachse dem TV-Signal direkt unterla­ gert, so daß sich dann die Transponderbelegung wie dargestellt ergibt.

Die jetzt zusätzlich möglichen Erdfunkstellen (Nutzer) können damit Da­ tenraten übertragen, die herkömmlichen digitalen Diensten, wie z.B. Fac­ simile, elektronische Post etc. genügen.

Aufgrund der Eigenschaften einer PN-Folge können "n" PN-Folgen gleich­ zeitig übertragen werden. Der Faktor "n" hängt u. a. von der Empfindlich­ keit bzw. von der geforderten Qualität des TV-Signals ab.

Nützliche Anwendungen der Erfindung ergeben sich in bestehenden und zu­ künftigen Satellitensystemen, deren vorhandene Transponderbandbreite nicht voll mit herkömmlichen Übertragungstechniken genutzt werden kann.

Claims (2)

1. Verfahren zur Übertragung von Nachrichten über Satelliten, deren Transponderbandbreite größer ist als die Bandbreite des zu übertragenden Signals, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der restlichen Bandbreite des Transponders zusätzliche Daten mittels PN-Fol­ gen übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß dem Nutzsignal zusätzlich PN-Folgen unterlagert werden.