DE4434041C1 - Anordnung zum Übertragen von Nachrichten - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Übertragen von Nachrichten mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Eine Anordnung dieser Art ist aus der EP 02 65 178 A2 bekannt. Hier wird ein Nachrichtenübertragungssystem beschrieben, das ein Spreiz-Spektrum-Vielfach-Zugriffs- Verfahren (Spread-Spektrum-Multiple-Access, SSMA) verwendet, um eine Vielzahl von Systembenutzern miteinander zu verbinden. Bei diesem sind Mittel zur Sprachaktivierung vorhanden, um die mittlere Sendeleistung zu reduzieren. Dies wird bewirkt, indem mit Gatesignalen der Sender in den Sprachpausen abgeschaltet wird mit Ausnahme von kurzen, periodischen Bursts, die die Synchronisation erhalten sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Anordnung zum Übertragen von Nachrichten der eingangs genannten Art anzugeben, die eine effiziente Ausnutzung der Senderenergie ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann die Sendeleistung einer Sendestation in der Weise genutzt werden, daß sie nahezu ganz den aktiven Übertragungskanälen, z. B. Sprachübertragungskanälen, zur Verfügung steht. Mit Hilfe von Mitteln zur Sprachaktivierung wird der Pegel eines Sprachübertragungskanals während Sprachpausen erheblich verringert, wobei die Synchronisation zwischen dem Sender und einem Empfänger aber beibehalten wird. In den Sprachpausen findet eine Übertragung von Datensignalen mit geringer Bitrate statt. Es besteht zudem die Möglichkeit, auch während der Sprachübertragung Daten zu übertragen ("Daten-Overhead").

Der Übertragungskanal kann z. B. mit bekannten pn("pseudo­ noise")-Folgen moduliert werden. Ist die Bitrate des Datensignals in den Sprachpausen geringer als die Bitrate der Sprachübertragung, so kann in den Sprachpausen ein verringerter Leistungspegel eingestellt werden, ohne die Übertragungseigenschaften, wie Signal-zu-Rausch-Verhältnis, zu verschlechtern. Für das Datensignal in den Sprachpausen tritt dann eine Bandbreitenspreizung auf, da diesem die volle Bandbreite des Sprachübertragungskanals zur Verfügung steht. Vorteilhaft ist es, die Datenrate der Datensignale in den Sprachpausen und die für diese Datensignale zur Verfügung stehende Sendeenergie so zu wählen, daß das Verhältnis von Energie pro Bit zu Rauschleistung (E_B/N_o) der in den Sprachpausen übertragenen Daten gleich ist mit dem der Sprachübertragung.

Die Sprachpausen können zur Übertragung von Informationen genutzt werden. So können zwischen Systembenutzern bei beidseitigem Sende-/Empfangsbetrieb z. B. Daten über die Übertragungsverhältnisse, Frequenzablagen des Empfangssignals (Doppler-Verschiebung), Signalisierungs- und/oder Synchronisationsinformationen übertragen werden. Pegelschwankungen während der Übertragung können so beispielsweise durch eine Regelung ausgeglichen werden.

Die Anordnung zum Übertragen von Nachrichten läßt sich bei Satellitensystemen einsetzen zur effizienten Nutzung der Satellitenleistung und der Übertragungsbandbreite. Anwendungen ergeben sich hier z. B. für V-SAT-Übertragungen oder SCPC(Ein-Kanal-Pro-Träger-Technik)-Übertragungen.

Weitere Einsatzgebiete ergeben sich für den Mobilfunk.

Ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel für eine Anordnung zum Übertragen von Nachrichten ist in der schematischen Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden erläutert.

Die Figur zeigt Funktionselemente, die in zwei Funktionsblöcken I und II angeordnet sind. Block I bewirkt die Sprachverarbeitung und die Quellkodierung und Block II die Kanalkodierung und die Trägermodulation.

Die sendeseitigen Funktionselemente für die Sprachverarbeitung und die Quellkodierung sind ein Analog/Digital-Umsetzer AD, eine Sprachaktivierungsschaltung SD, ein Sprachkodierer SK1, und ein Multiplexer MU1. s1 bezeichnet einen Eingang für die Sprachsignale, d1 einen Eingang für die Datensignale. Die in dem Sprachkodierer SK1 bewirkte Quellkodierung kann z. B. dem "Half-Rate Vocoder Standard" für den terrestrischen Mobilfunk entsprechen. In dem Multiplexer MU1 wird das Datensignal vom Eingang d1 mit dem Sprachsignal zu einem Signal vereinigt. Der Sprachkodierer SK1 und der Multiplexer MU1 werden von der Sprachaktivierungsschaltung SD gesteuert.

Das Ausgangssignal des Multiplexers MU1 wird dem Funktionsblock II zur Kanalkodierung zugeführt. Hier wird der Bitstrom in dem Modul SP1 zerlegt in Datenblöcke mit unterschiedlicher Wichtigkeit der Bits. In den Modulen C1 werden diese Datenblöcke je nach ihrer Wichtigkeit mit Redundanz versehen und in dem Modul MR1 wieder vereinigt. Anschließend wird das Signal in dem Modulator PNM1 mit pn ("pseudo noise")-Folgen moduliert, PN1 ist der Generator für die pn-Folgen. Diese können in ihrer Phase durch den Phasenschieber PHI1 dem Datenstrom angepaßt werden.

Das Ausgangssignal des Modulators PNM1 wird in dem Modul MP1 für die Satellitenübertragungsstrecke aufbereitet, z. B. mit dem Modulationsverfahren 4-PSK oder 8-PSK, und anschließend in dem Umsetzer MI1 auf den Hochfrequenzträger übertragen. ATT ist ein von der Sprachaktivierungsschaltung SD gesteuerter Abschwächer, mit dem die Sendeleistung eingestellt wird, F1 ist das hochfrequente Ausgangssignal.

Es gibt zwei Verfahren, mit denen der Multiplexer MU1 betrieben werden kann:

• 1) Es werden nur in den Sprachpausen Datensignale d1 weitergegeben. Dann wird der Multiplexer MU1 von der Sprachaktivierungsschaltung SD gesteuert zur Aufnahme der Datensignale d1.
• 2) Während der Sprachaktivität werden Sprachsignale s1 zusammen mit Datensignalen d1 weitergegeben und in den Sprachpausen werden Datensignale d1 weitergegeben. Hier werden die Sprachsignale s1 und die Datensignale d1 im Multiplexer MU1 addiert.

Die Datensignale d1 können vorteilhafterweise bestimmte Bitfolgen, die für die Synchronisierung besonders geeignet sind, enthalten. Dies können beispielsweise spezielle Codewörter sein.

Die Bitrate der Datensignale vom Eingang d1 kann z. B. 1/100 der Datenrate des Sprachsignals s1 betragen. Da die Frequenzbandbreite des Übertragungskanals fest ist, wird das Datensignal d1 in den Sprachpausen effektiv um den Faktor 100 in dem Modulator PNM1 gespreizt. Es kann deshalb in den Sprachpausen mit erheblich niedrigerer Leistung bei gleicher Signalgüte übertragen werden. Hierfür wird der Abschwächer ATT mittels der Sprachaktivierungsschaltung SD gesteuert. In den Sprachpausen wird die Sendeleistung in dem Abschwächer ATT vorteilhafterweise auf einen Wert eingestellt,. der gleiche E_B/N_o Verhältnisse in der Bandbreite des Übertragungskanals in den Sprachpausen und während der Sprachübertragung ergibt. Die Sprachsignale s1 sind nicht gespreizt. Die Bitrate der pn-Folgen ist gleich der Bitrate der Sprachsignale s1, d. h. das Sprachsignal ist "verwürfelt" oder sogar "verschlüsselt".

Auf der Empfangsseite wird das Eingangssignal F2 in einem Verstärker ALC mit automatischer Verstärkungsregelung verarbeitet, um den niedrigen Pegel des in den Sprachpausen gesendeten Signals anzuheben. Anschließend wird das Signal in einem Mischer MI2, Modul MP2 und Demodulator PNM2 dekodiert, entsprechend der Kodierung auf der Sendeseite. In dem Demodulator PNM2 werden die Signale demoduliert mit Hilfe eines pn-Generators PN2 und eines Phasenschiebers PHI2. Die Synchronisation wird zu Beginn der Übertragung durchgeführt und während der Übertragung gehalten. Eine Synchronisation, die mittels Bursts in den Sprachpausen durchgeführt wird, wie z. B. in der EP 02 65 178 A2 beschrieben, ist aufwendiger.

In den Stufen MR2, C2 und SP2 werden unter Ausnutzung der vorhandenen Datenredundanz Bitfehler korrigiert. In einem Demultiplexer MU2 werden die Datensignale von den Sprachsignalen getrennt. SK2 ist der Sprachdekodierer, DA der Digital/Analog-Umsetzer und d2 der Ausgang der Datensignale. Am Ausgang s2 werden die Sprachsignale in analoger Form zur Verfügung gestellt.

In dem Verstärker ALC wird ein Signal generiert, das Sprachaktivität und Sprachpause anzeigt. Dieses Signal steuert den Demodulator PNM2, Demultiplexer MU2 und Sprachdekodierer SK2.

Mit dieser Anordnung zum Senden und Empfangen (Funktionsblock I, II) kann ein Systembenutzer mit einem weiteren Systembenutzer kommunizieren.

Um die Bandbreite eines Satellitenübertragungskanals auszunutzen, kann diese in eine Vielzahl von Frequenzbändern unterteilt werden, die jeweils einem Sprachübertragungskanal zur Verfügung stehen (Ein-Kanal-Pro-Träger-Technik (SCPC)).

Die beschriebene Anordnung nach der Figur kann auch zu einer Mehrkanal-Einheit erweitert werden, so daß mehrere Sprachkanäle übertragen werden können. III, IV und V sind weitere Funktionsblöcke für die Sprachverarbeitung von Sprachkanälen s2, s3 und s4. Die Signale der Blöcke I, III, IV und V sind vor dem Block II zusammengefaßt. Auf diese Weise kann für mehrere Systembenutzer der Aufwand für die Kanalkodierung und die Trägermodulation (Block II) verringert werden.

Claims (8)

1. Anordnung zum Übertragen von Nachrichten mit mindestens einem Sprachübertragungskanal und mit Mitteln, die die Sendeleistung in dem Sprachübertragungskanal während Sprachpausen (zwischen Sprachsignalen) verringern, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sprachpausen eine Übertragung von Datensignalen (d1) mit im Vergleich zu den Sprachsignalen (s1) geringerem Pegel unter Beibehaltung der Synchronisation erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Datensignale (d1) in den Sprachpausen kontinuierlich erfolgt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprachsignale (s1) und die Datensignale (d1) mittels pn-Folgen moduliert sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitrate und der Pegel der Datensignale in den Sprachpausen so gewählt sind, daß die Verhältnisse von Energie pro Bit zu Rauschleistung (E_B/N_o) während der Übertragung der Sprachsignale (s1) und während der Übertragung der Datensignale (d1) in den Sprachpausen gleich sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragung von Datensignalen (d1) auch während der Sprachübertragung mit einer Bitrate gleich der der Datensignale (d1) in den Sprachpausen erfolgt.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Datensignale (d1) Informationen über die Güte des Übertragungskanals enthalten.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationsübertragung über mindestens einen Satelliten in Ein-Kanal-Pro-Träger-Technik (SCPC) stattfindet.

8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Funktionsblöcke zur Sprachverarbeitung (I, III, IV, V) aufweist.