DE60113775T2 - Verfahren und Anordnung zur Steuerung der Stärke der Aufwärtssignalen in einem Satelliten Übertragungssystem mit Fehlergleichung - Google Patents

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Satellitenkommunikationssysteme. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Steuern der Übertragungsleistung in einem Satellitenkommunikationssystem.
• Satelliten sind lange dafür verwendet worden, großen Gebieten der Erde Kommunikationsdienstleistungen bereitzustellen. Historisch haben Kommunikationssatelliten Frequenzen im Bereich von 3 bis 12 GHz (C- oder Ka-Band) verwendet, um einen Antennenstrahl zu erzeugen, welcher einen großen Bereich eines Kontinents abdeckt. Moderne Satelliten können auf Frequenzen von 20 bis 30 GHz (Ka-Band) arbeiten, um einen Strahl zu erzeugen, welcher eine Fläche (oder "Zelle") mit einem Durchmesser von 300 bis 400 Meilen abdeckt. Viele solcher Zellen mögen benötigt werden, um einem Bereich eine Kommunikation bereitzustellen, welcher vorher von einem einzelnen Antennenstrahl bedient worden ist. Ein moderner zellularer Kommunikationssatellit kann viele Antennen verwenden, um eine große Zahl von Strahlen bzw. Strahlkeulen zu erzeugen, welche zum Übertragen von abwärtsgerichteten Signalen zu, und zum Empfangen aufwärtsgerichteter Signale von, erdgebundenen Nutzerendgeräten ("User Earth Terminal"; UET) verwendet werden, die über die Oberfläche der Erde verteilt sind.
• Damit die Kommunikation an der aufwärtsgerichteten Verbindung auftritt, müssen von dem UET erzeugte Signale eine ausreichende Leistung aufweisen, um vom Satelliten empfangen zu werden. Daher muss die Antennenverstärkung der Antenne für aufwärtsgerichtete Verbindung des Satelliten, die mit der Übertragungsleistung des UETs gekoppelt ist, ausreichend sein, damit eine Kommunikation geführt werden kann. Typischerweise sind Kommunikationssatellitensysteme mit einer vorbestimmten, festen Satellitenantennenverstärkung für die aufwärtsgerichtete Verbindung versehen. Daher wird typischerweise die Übertragungsleistung des UETs gesteuert, um die Kommunikation zu ermöglichen und sicherzustellen.
• In der Praxis existieren verschiedene Faktoren, welche den aufwärtsgerichteten Kommunikationskanal negativ beeinflussen. Dies bedeutet, dass bestimmte unerwünschte Einflüsse bewirken, dass die tatsächliche Antennenverstärkung von der vorbestimmten, ausgelegten Antennenverstärkung abweicht, oder sie können eine Dämpfung oder eine Interferenz eines Signals bewirken, das von einem UET übertragen wird. Beispielsweise kann die Antennenverstärkung durch ein Verstärkungs-"Roll-Off" bzw. -abfallen beeinträchtigt werden, welches bewirken kann, dass die Antennenverstärkung sich räumlich über die Zelle ändert, oder alternativ kann sich die Antennenverstärkung über die Zelle als ein Ergebnis von Ausrichtungsfehlern in der Antenne verändern. Atmosphärische Dämpfung, auch als "Regenverlust" bekannt oder Interferenz zwischen verschiedenen UETs, auch als Co-Kanal-Interferenz ("Co-Channel Interference"; CCI) bekannt, kann ebenfalls die Qualität eines von einem UET übertragenen Signals beeinträchtigen. Jede dieser Bedingungen, Verstärkungsabfall, Antennenausrichtungsfehler, atmosphärische Dämpfung und CCI wird weiter unten besprochen.
• 1) Verstärkungsabfall
• Das Muster der Zellen auf der Oberfläche der Erde ist als das zellulare Muster des Satellitenkommunikationssystems bekannt. Das zellulare Muster in einem modernen Satellitenkommunikationssystem mag an der Oberfläche der Erde so definiert sein, dass die maximale Verstärkung eines Satellitenantennenstrahls auf die Mitte seiner zugeordneten Zelle gerichtet ist. Die Peilrichtung eines Satellitenantennenstrahls kann als der Punkt maximaler Verstärkung in dem Satellitenantennenstrahl definiert werden und wird typischerweise auf die Mitte einer Zelle gerichtet. Der Rand bzw. die Kante einer Zelle kann durch Bestimmen der Winkelabweichung von der Peilrichtung der Antenne definiert werden, bei welcher die Verstärkung des Antennenstrahls auf einen vorbestimmten Wert unterhalb des maximalen Verstärkungswerts abfällt, typischerweise auf mindestens 3 dB unter dem maximalen Verstärkungswert. Die Verringerung der Antennenstrahlverstärkung mit ansteigender Winkelabweichung von der Peilrichtung ist als Verstärkungsabfall bekannt. In Ausdrücken einer Leistung der aufwärtsgerichteten Verbindung kann ein Kommunikationssignal, welches zum Satelliten von einem UET übertragen wird, welches sich am Rand einer Zelle befindet, durch eine Satellitenantenne mit einer Verstärkung empfangen werden, welche mindestens 3 dB niedriger ist als die Verstärkung eines Signals, welches von einem UET übertragen wird, das sich in Peilrichtung der Antenne oder in der Mitte der Zelle befindet. Daher muss der Übertragungsleistungspegel eines Endgeräts, das sich am Rand der Zelle befindet, mindestens 3 dB höher sein als derjenige eines Endgeräts, das sich in der Mitte einer Zelle befindet, um den gleichen Leistungspegel zu erreichen. In anderen Worten: Falls der Rand der Zelle als der Winkel von der Peilrichtung definiert ist, bei welchem die Satellitenantennenverstärkung auf 3 dB unterhalb der maximalen Antennenverstärkung in Peilrichtung abgesunken ist, mag ein UET an dem Rand der Zelle einen Übertragungsleistungspegel brauchen, welcher 3 dB höher ist als derjenige eines UETs in der Mitte der Zelle, um die verringerte Antennenverstärkung am Rand der Zelle zu kompensieren. Durch Übertragen auf dem 3 dB höheren Übertragungsleistungspegel kann das Signal von dem UET am Rand der Zelle an dem Satelliten mit einer Leistung empfangen werden, welche ungefähr gleich zur Leistung eines Signals von dem UET in der Mitte der Zelle ist. Um die an einem Satelliten installierten Komponenten für die aufwärtsgerichtete Verbindung zu vereinfachen und ihre Kosten zu verringern, ist es wünschenswert, einen ähnlichen empfangenen Leistungspegel für jedes UET in der Zelle aufrecht zu erhalten. Es ist daher wünschenswert, die Übertragungsleistung jedes UET in der Zelle zu modifizieren bzw. anzupassen, um jegliche Verringerung der Antennenverstärkung an jedem UET zu kompensieren, welche sich aus der Position des UETs innerhalb der Zelle ergibt.
• 2) Antennenausrichtungsfehler
• In der Praxis sind die Antennenstrahlen bzw. -strahlkeulen eines zellularen Kommunikationssatelliten allgemein nicht genau in Richtung der Mitte zu ihrer zugeordneten Zellen ausgerichtet. Leichte Fehlorientierungen der Peilrichtungen der Antenne und Abweichungen von einer perfekt kreisförmigen, nicht geneigten Satellitenumlaufbahn erzeugen Ausrichtungsfehler. Diese Ausrichtungsfehler können bewirken, dass die Stelle der maximalen Verstärkung eines Antennenstrahls von der Zellenmitte abweicht. Einige Ausrichtungsfehler können auch bewirken, dass die maximale Verstärkung eines Antennenstrahlmusters sich über den Tag verteilt messbar ändert. In anderen Worten: Die Antennenstrahlverstärkungsverteilung über die Zelle kann sich mit der Zeit ändern.
• Die Antennenstrahlverstärkung am Rand einer Zelle fällt typischerweise steil ab, wenn der Abstand von der Mitte der Zelle ansteigt, d. h., wenn sich die Winkelabweichung von der Peilrichtung erhöht. Daher kann ein Ausrichtungsfehler, der sich auf nur 10% eines Zellendurchmessers bezieht, bewirken, dass die Antennenstrahlverstärkung am Rand einer Zelle um 2 dB oder mehr variiert. Weil es wünschenswert ist, für jedes UET in der Zelle eine ähnliche empfangene Leistung aufrecht zu erhalten, ist es gewünscht, die Übertragungsleistung jedes UET in der Zelle zu justieren bzw. anzupassen, um die Antennenstrahlausrichtungsfehler zu kompensieren.
• 3) Atmosphärische Dämpfung
• Erreichen einer befriedigenden Kommunikationsleistung für ein von einem UET zu einem Satelliten übertragenes Signal hängt allgemein vom Empfangen eines benötigten Signalleistungspegels am Satelliten ab. Das heißt, dass jedes Nutzerendgerät ein zu empfangendes Signal mit ausreichender Leistung übertragen muss. Das Verhältnis zwischen der Leistung des durch das Endgerät übertragenen Signals und der Leistung des von dem Satelliten empfangenen Signals hängt teilweise von der Größe der Dämpfung des Signals ab, wenn es die Erdatmosphäre durchläuft. Bei Ka-Band-Frequenzen ändert sich die Größe der atmosphärischen Dämpfung erheblich, wenn sich meteorologische Parameter und Wettermuster ändern. Insbesondere hat das Auftreten von Regen einen betonten Effekt auf die Dämpfung eines Kommunikationssignals auf dem Ka-Band. Die Dämpfung des Kommunikationssignals ist als Regenverlust oder Regenschwund bekannt, obwohl auch andere meteorologische Phänomene eine Dämpfung verursachen können. Solche atmosphärische Bedingungen und/oder Wettermuster können sich schnell ändern und können unter verschiedenen UETs in einer Zelle variieren, und zwar abhängig von der Position des UETs innerhalb der Zelle. Weil es wünschenswert ist, eine gleich empfangene Leistung für jedes UET in der Zelle aufrechtzuerhalten, ist es wünschenswert, die Übertragungsleistung jedes UET in der Zelle anzupassen, um die von dem UET-Signal aufgrund des Regenverlusts erfahrene Dämpfung zu kompensieren.
• 4) Co-Kanal-Interferenz
• Unmittelbar benachbarte Zellen in einem zellularen Satellitenkommunikationssystem nutzen typischerweise unterschiedliche Frequenzen zum Übertragen von Signalen. Jedoch können nicht benachbarte Zellen die gleiche Frequenz verwenden. Solch eine unter den Zellen innerhalb eines zellularen Musters wiederverwendete Frequenz dient dazu, die Gesamtfrequenzbandbreite, die für das Satellitenkommunikationssystem notwendig ist, zu reduzieren. Jedoch können Imperfektionen bzw. Ungenauigkeiten in den Satellitenantennenstrahlen, wie beispielsweise eine Erzeugung von Seitenstrahlungskeulen, bewirken, dass von einem in einer ersten Zelle befindlichen UET übertragene Signale von einem Satellitenantennenstrahl empfangen werden, welcher dazu vorgesehen ist, Signale von UETs zu empfangen, die sich in einer zweiten Zelle befinden, welche die gleiche Frequenz wie die erste Zelle verwendet. Signale, die von UETs übertragen werden, die sich in unterschiedlichen Zellen befinden, aber die gleiche Frequenz nutzen, können daher miteinander interferieren und eine verschlechterte Kommunikationsleistung bewirken. Dies bedeutet, dass ein gewünschtes Signal, das von dem Satelliten von einem ersten UET empfangen wird, mit Signalen von anderen UETs interferieren kann, die sich in anderen Zellen unter Verwendung der gleichen Frequenz wie der des ersten UET befinden. Die Interferenz von den anderen UETs kann mit dem gewünschten Signal interferieren und die Leistung des Kommunikationssystems negativ beeinflussen. Die Interferenz von anderen UETs wird häufig als CCI ("Co-Channel Interference") bezeichnet.
• Das Verhältnis der von dem gewünschten UET empfangenen Signalleistung zum Hintergrundsrauschen ist als das SBR ("Signal-to-Background-Ratio"; Signal/Rausch-Verhältnis) bekannt. Die Zahl der Fehler in einem von einem UET an einem Satelliten empfangenen Datensignal (d. h., der Fehlerzähler) kann durch das SBR beeinträchtigt werden. Das Hintergrundsrauschen kann thermische oder andere Rauschquellen umfassen, als auch Interferenzquellen, wie beispielsweise eine Interferenz von anderen UETs, welche die gleiche Frequenz nutzen. Damit der Satellit ein Signal von einem bestimmten UET empfängt, muss die Übertragungsleistung des UET ausreichend sein, um mindestens ein gewünschtes minimales SBR bereitzustellen. Während der Hintergrundanteil des SBR mit wachsendem CCI ansteigt, wird der Signalanteil des SBR ebenfalls erhöht, um das gewünschte SBR aufrecht zu erhalten. Dies bedeutet, dass das interessierende UET mit einer erhöhten Übertragungsleistung sendet, um das gewünschte SBR im Licht der erhöhten Interferenz von anderen UETs aufrecht zu erhalten. Jedoch erhöht ein Verstärken der Übertragungsleistung des interessierenden UETs den Hintergrundspegel für die anderen UETs. Die anderen UETs versuchen auch, das gewünschte SBR aufrecht zu erhalten, worauf sie wiederum durch Erhöhen ihrer Übertragungsleistung reagieren. Die interessierende UET kann durch weiteres Erhöhen seiner Leistung reagieren, usw., bis alle Endgeräte in dem System mit ihrer maximalen Übertragungsleistung arbeiten. Dieses Phänomen ist als Systemdurchdrehen bekannt.
• Es sind Satellitensysteme vorgeschlagen worden, welche versuchen, das Problem des Systemdurchgehens durch Einrichten eines einzigen, konstanten Übertragungsleistungspegels für jedes UET anzusprechen. Diese vorgeschlagenen Systeme beschreiben ein Verwenden von Frequenzen im Bereich von 3 bis 12 GHz (C- oder Ka-Band). Aufrechterhalten einer konstanten Leistung für jedes UET mag bei Ka- oder bei C-Band-Frequenzen in einigen Fällen akzeptabel sein. Bei höheren Ka-Band-Frequenzen (20 bis 30 GHz) kann jedoch schon die Dämpfung alleine bewirken, dass sich die Leistung des empfangenen Signals an dem Satelliten über einen Bereich von 20 dB oder mehr verändert. Ein vergleichbarer dynamischer Bereich würde vom Satellitendemodulator benötigt werden, was einen dramatischen Einfluss auf System-Komplexität und -Kosten haben würde. Zusätzlich würde ein solches System einen hohen Grad von CCI und eine erhöhte Leistungsaufnahme erzeugen. Wegen des hohen CCIs würde der maximal tolerierbare Interferenzpegel von anderen UETs die Zahl der UETs, die verwendet werden dürften, unnötig begrenzen, und die Systemkapazität würde ohne Notwendigkeit begrenzt. Daher wird es gewünscht, eine befriedigende Kommunikationsleistung (typischerweise, ein gewünschtes SBR und/oder einen gewünschten Fehlerzähler) aufrechtzuerhalten, während gleichzeitig ein Systemdurchdrehen verhindert wird.
• Eine zusätzliche Komplexität tritt an einem Leistungssteuersystem für eine aufwärtsgerichtete Verbindung in Bezug auf UETs auf, welche Daten intermittierend bzw. mit Unterbrechungen senden anstatt kontinuierlich oder wann immer ein UET einen Kommunikationskanal für eine Übertragung zum Satelliten das erste Mal herstellt. Wenn ein UET eine Übertragung beginnt, kann das UET dazu gezwungen werden, ein aufwärtsgerichtetes Signal in eine Dämpfungs- und Interferenz-Umgebung zu senden, die dem UET im Wesentlichen unbekannt ist. Das bedeutet, dass das UET möglicherweise nicht in der Lage ist, anfänglich mit einer Übertragungsleistung zu senden, welches das gewünschte SBR bereitstellt, während nutzloses CCI an anderen UETs, welche die gleiche Frequenz benutzen, nicht bereitgestellt wird. Falls die anfängliche Übertragungsleistung zu niedrig angesetzt wird, wird das Signal möglicherweise nicht durch den Satelliten empfangen. Falls die anfängliche Übertragungsleistung zu hoch gesetzt wird, kann möglicherweise eine unproportionale Menge an CCI hinzugefügt werden, und die Qualität anderer aufwärtsgerichteter Signale in dem System herabsetzen (das SNR negativ beeinflussen).
• US 4,910,792 , betitelt "Up-link Power Control in Satellite Communications System" (das '792-Patent) zeigt einen Ansatz zum Steuern einer Übertragungsleistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung, um eine Regendämpfung zu kompensieren. Das '792-Patent zeigt ein System, das eine Zahl von Nutzerstationen 59, eine Referenzerdstation 58 und einen Satelliten 50 zeigt, beschrieben in Spalte 1, Zeilen 41–43, welches "ein ausschließlicher Signalwiederholer [ist], aber keine Fähigkeit besitzt, die von jeder Erdstation übermittelte Leistung zu messen". Beim Betrieb wird die Übertragungsleistung eines von der Referenzerdstation 58 übertragenen Referenzsignals angepasst, so dass das empfangene Referenzsignal am Satelliten konstant ist. Jede Nutzerstation 59 überträgt ein Signal, welches zu dem Satelliten und zurück zur Nutzerstation 59 vermittelt wird. Jede der Erdstationen 59 detektiert dann den Unterschied zwischen dem empfangenen Referenzsignal von der Referenzerd station durch den Satelliten und dem Pegel des empfangenen Signals, welches von ihr selbst ausgesandt und durch den Satelliten vermittelt wurde. Jede der Erdstationen 59 passt dann ihre aufwärtsgerichtete Leistung auf der Grundlage des Unterschieds zwischen den Signalen an. Dies bedeutet, dass das '792-Patent annimmt, dass die Referenzsignalfolge 60 von der Referenzstation 59 von der Nutzerstation 59 mit einer Dämpfung nur an der abwärtsgerichteten Verbindung empfangen wird, während die von der Nutzerstation 59 gesendete Signalfolge 61 an der Nutzerstation 59 mit der Dämpfung sowohl der Verbindung in Aufwärtsrichtung als auch der Verbindung in Abwärtsrichtung empfangen wird. Daher ist der Unterschied zwischen dem empfangenen Referenz-Impulssignal 60 und der Signalfolge 61 der Nutzerstation, welche von der Nutzerstation selbst ausgesandt wurde, die Dämpfung 62 in der aufwärtsgerichteten Verbindung, wie in 4(b) gezeigt. Das System des '792-Patents bezieht sich nur auf Systeme, welche Transponder bzw. Sendeempfänger nach dem Prinzip des "gekrümmten Rohrs" verwenden, welche in einem verarbeitenden Satellitenkommunikationssystem nicht vorhanden sind.
• US 5,864,547 betitelt "Method and System for Controlling Uplink Power in a High Data Rate Satellite Communication System Employing On-Board Demodulation and Remodulation" (das '547-Patent) zeigt einen anderen Ansatz zum Steuern der aufwärtsgerichteten Übertragungsleistung. Beim Betrieb, wie in den 1 und 5 gezeigt, wird eine abwärtsgerichtete Fehlerrate der Daten in einem Datenstrom einer abwärtsgerichteten Verbindung auf der Grundlage bekannter Datenbits bestimmt, welche von einem Satelliten ausgesandt und von einem empfangenden Endgerät 12 empfangen werden. Eine End-zu-End-Datenrate des Datenstroms der aufwärtsgerichteten Verbindung und des Datenstroms der abwärtsgerichteten Verbindung wird dann auf der Grundlage der Zahl der Fehler in den empfangenen Daten bestimmt, welche von einem ersten Nutzerendgerät 11 zu dem empfangenden Endgerät 12 übermittelt wurden. Die Fehlerrate der aufwärtsgerichteten Verbindung wird dann indirekt auf der Grundlage der Fehlerrate der abwärtsgerichteten Verbindung und der End-zu-End-Fehlerrate in Bezug auf eine Nachschlagetabelle abgeschätzt. Als Letztes wird die Leistung der aufwärtsgerichteten Verbindung auf der Grundlage der indirekten Abschätzung der Fehlerrate an der aufwärtsgerichteten Verbindung gesteuert. Daher verlässt sich das '547-Patent auf eine indirekte Abschätzung der Signalqualität der aufwärtsgerichteten Verbindung unter Verwendung von abwärtsgerichteten Signalen. Daher können die in der abwärtsgerichteten Verbindung auftretenden Fehler nicht verlässlich von Fehlern getrennt werden, die in der aufwärtsgerichteten Verbindung auftreten. Das '547-Patent bestimmt die Fehlerrate der aufwärtsgerichteten Verbindung nicht direkt.
• US5,768,684 an Grubb et al. beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufrechterhalten eines minimalen Übertragungsleistungspegels zwischen zwei Kommunikationsstationen, wobei jede Station die empfangene Signalqualität der anderen misst und eine Anzeige für die Signalqualität als Teil einer regulären Wartungssignalfolge zurückgibt. Bei dieser Anordnung justiert jede Station ihren eigenen Übertragungsleistungspegel auf der Grundlage der zurückgesandten Signalqualitätsanzeige. Die Signalqualitätsanzeige beruht auf dem empfangenen Verhältnis einer Bit-Energie zur Leistungsspektraldichte des Gesamtrauschens, welche aus einer abgeschätzten Bit-Fehlerrate berechnet wird.
• Daher bestand lange ein Bedürfnis nach einem System und einem Verfahren zum Steuern der Leistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung in einem Satellitenkommunikationssystem. Ein Bedürfnis existierte insbesondere für ein solches System und Verfahren, welche in der Lage sind, die Leistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung in einem Aufwärtskanal zu steuern, welcher durch Verstärkungsabfall, Antennenausrichtungsfehler, atmosphärische Dämpfung und CCI beeinträchtigt wird. Zusätzlich existierte lange Zeit ein Bedürfnis für ein solches System und ein solches Verfahren, um die anfängliche Übertragungsleistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung zu steuern. Letztendlich existierte lange ein Bedürfnis für ein System, das in der Lage ist, den Leistungspegel oder die Datenfehlerrate einer aufwärtsgerichteten Verbindung direkt zu messen.
• ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Ein Verfahren und ein System zum Steuern der Leistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung in einem Satellitenkommunikationssystem unter Verwendung einer Fehlereinpegelung wird bereitgestellt. Das Leistungssteuersystem für eine aufwärtsgerichtete Verbindung für ein Satellitenkommunikationssystem einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst allgemein einen Kommunikationssatelliten und mindestens ein Nutzerendgerät. Der Kommunikationssatellit kann eine Fehlererkennung zum Bestimmen der Fehlerzählung in einem empfangenen Datensignal umfassen, das von einem erdgestützten Nutzerendgerät (UET) zu dem Kommunikationssatelliten unter Verwendung eines bestimmten Kanals übertragen wird. Der Kommunikationssatellit kann auch eine Vergleichseinheit zum Erzeugen eines Fehleranzeigesignals als Antwort auf einen Vergleich der Fehlerzählung mit einem vorbestimmten Fehlerschwellwert umfassen. Die UETs umfassen allgemein einen Empfänger zum Empfangen des Fehlererkennungssignals von der Vergleichs einheit und eine Steuereinheit zum Steuern des Übertragungsleistungspegels des bestimmten Kanals, der von dem UET als Antwort auf das Fehleranzeigesignal verwendet wird.
• Das Verfahren zum Steuern des Übertragungsleistungspegels eines bestimmten, einem UET zugeordneten Kanals in einem Satellitenkommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die vorliegenden Schritte: Übertragen eines aufwärtsgerichteten Datensignals unter Verwendung des Kanals von dem UET zu einem Satelliten, Empfangen des Datensignals in dem bestimmten Kanal an dem Satelliten, Bestimmen einer Fehlerzählung für das aufwärtsgerichtete Datensignal in dem Kanal unter Verwendung des von dem UET empfangen Datensignals und Vergleichen der Fehlerzählung mit einem vorbestimmten Fehlerschwellwert. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann weiterhin umfassen: Erzeugen eines Fehleranzeigesignals für den Kanal als Antwort auf den Vergleichsschritt, Übertragen des Fehleranzeigesignals zu dem UET, Empfangen des Fehleranzeigesignals an dem UET und Steuern des Übertragungsleistungspegels des bestimmten Kanals als Antwort auf das Fehleranzeigesignal.
• Die vorliegende Erfindung kann eine individuelle Komponente eines übergreifenden Leistungssteuersystems umfassen, wie es beispielsweise in der Europäischen Patentanmeldung EP1 168 66 , veröffentlicht am 2. Januar 2002, betitelt "Comprehensive System and Method for Uplink Power Control in a Satellite Communication System", beschrieben ist. Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung diskutiert oder werden aus ihr klar.
• KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• 1 zeigt ein Satellitenkommunikationssystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 2 zeigt ein Systemblockdiagramm des Fehlereinpegelungssteuerschemas gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 3 zeigt die Struktur einer Fehlerberichts-ATM-Zelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
• 4 ist ein Flussdiagramm, das das Fehlereinpegelungsverfahren gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren und ein System zum Steuern einer Leistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung in einem Satellitenkommunikationssystem unter Verwendung einer Fehlereinpegelung bereit. 1 zeigt ein exemplarisches Satellitenkommunikationssystem 100 innerhalb dessen das vorliegende Verfahren und System zur Fehlereinpegelung der Leistung einer aufwärtsgerichteten Verbindung umgesetzt werden kann. Das Satellitenkommunikationssystem 100 umfasst einen verarbeitenden Satelliten 101, welcher ein satellitengestütztes Fehlereinpegelungsmodul (z. B. 201 in 2), ein Netzwerksteuerzentrum ("Network Control Center"; NCC) 110 und einen oder mehrere erdgestützte Nutzerendgeräte (UETs) 105, 108 umfasst, die sich in einer oder mehreren entsprechenden Abdeckungszellen 106, 107 befinden. Jede der UETs 105, 108 umfasst ein UET-gestütztes Fehlereinpegelungsmodul (z. B. 202 in 2). Obwohl die exemplarische 1 einen Mehrfachstrahl(keulen)satelliten 101 zeigt, kann das System auch einen Einzelstrahlsatelliten verwenden.
• In dem Satellitenkommunikationssystem 100 aus 1 wird es allgemein gewünscht, dass das aufwärtsgerichtete Datensignal 103 von einer sendenden UET 105 zu dem verarbeitenden Satelliten 101 einen vorgegebenen Pegel an Signaltreue bzw. -genauigkeit aufrecht erhält. Verschiedenen Arten von Kriterien für Signaltreue können angewandt werden, wie beispielsweise die Fehlerzählung (oder Fehlerrate) oder das Signal-/Rausch-Verhältnis ("Signal to Noise Ratio"; SNR). Ein bevorzugtes Kriterium für die Signaltreue bzw. -wiedergabetreue ist die Fehlerzählung oder -rate.
• Die Fehlerrate ist die Zahl der Fehler pro Datenbit, welche von dem Fehlererkennungsdekoder (z. B. 211 in 2) des Satelliten erkannt werden, und die Fehlerzählung ist die aktuelle Zahl der in einem bestimmten Datensignal erkannten Fehler. Die Fehlerzählung (und Fehlerrate) ist allgemein eine Funktion des Übertragungsleistungspegels des UET. Der Übertragungsleistungspegel bezieht sich auf den Leistungspegel, bei welchem der Sender des UET für die aufwärtsgerichtete Verbindung ein aufwärtsgerichtetes Datensignal aussendet. Der Übertragungsleistungspegel stellt die Leistung des aufwärtsgerichteten Datensignals dar, bevor das Signal mittels eines Hochleistungsverstärkers ("High Power Amplifier"; HPA) ver stärkt wird (z. B. das aufwärtsgerichtete Datensignal "X" (226) in 2). Jedoch kann sich der Übertragungsleistungspegel alternativ auf den Leistungspegel des aufwärtsgerichteten Datensignals an jedem Punkt in der Übertragung des Signals beziehen (z. B. 222 oder 230 in 2).
• Um die Fehlerzählung auf einem vorbestimmten Schwellwertpegel zu halten, ist es wünschenswert, wenn der Übertragungsleistungspegel der UETs 105 ausreichend hoch ist, um den Fehlerschwellwert zu befriedigen. Der Fehlerschwellwert ist ein vorbestimmter Pegel der Signaltreue ("Signal Fidelity") und im Besonderen ist er eine vorbestimmte Fehlerzählung. Zum gleichen Zeitpunkt ist der Übertragungsleistungspegel nicht größer als benötigt. Dies hauptsächlich deshalb, weil die überschüssige Leistung die Größe der von anderen UETs 108 erfahrenen Co-Kanal-Interferenz erhöhen kann. Es ist daher wünschenswert, die Fehlerrate für jeden Kanal aufrecht zu erhalten, auf welchem das UET 105 zu kommunizieren autorisiert ist, und zwar auf einem Pegel in der Nähe des Fehlerschwellwerts. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Fehlerschwellwert etwas höher liegen als das theoretische Minimum, um das unvermeidbare Wandern in einem Nachführvorgang einer Regelschleife zu berücksichtigen.
• Das Satellitenkommunikationssystem verwendet vorzugsweise ein FDMA ("Frequency Division Multiple Access")-Verfahren in Kombination mit einem TDMA ("Time Division Multiple Access")-Verfahren zum Zuweisen verfügbarer Kommunikationsressourcen, so dass jedem Endgerät innerhalb einer gegebenen Zelle ein Frequenzkanal und ein oder mehrere Zeitfenster bzw. -plätze zum Übertragen von aufwärtsgerichteten Signalen zugeordnet sind. Endgeräte, die sich in benachbarten Zellen befinden, übertragen aufwärtsgerichtete Signale unter Verwendung anderer Frequenzkanäle, während Endgeräte in nicht benachbarten Zellen die gleichen Frequenzkanäle verwenden können. Beispielsweise kann das UET "A" 105 den gleichen Frequenzkanal benützen wie das UET "B" 108, um aufwärtsgerichtete Signale zum Satelliten 101 zu übertragen. Jede Kanal-/Platz- bzw. Fensterkombination ("Chanslot"; Kanalplatz) wird nur einem Endgerät in einer gegebenen Zelle zum Übertragen von aufwärtsgerichteten Signalen zugeordnet, während jedem Endgerät ein oder mehrere Kanalplätze zugeordnet sein können. Alternativ kann die vorliegende Erfindung in vielen anderen Arten von Satellitenkommunikationssystemen implementiert werden, einschließlich Systemen, welche das CDMA ("Code Division Multiple Access")-Verfahren, nur FDMA, nur TDMA oder jede andere Kombination aus CMDA, FDMA und/oder TDMA nutzen. Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird weiter unten im Zusammenhang mit einem FDMA-/TDMA-System genauer beschrieben.
• Wie in 1 zu sehen, sendet ein UET 105 aufwärtsgerichtete Datensignale 103 zu dem verarbeitenden Satelliten 101. Die Fehlerrate der aufwärtsgerichteten Datensignale 103 kann durch eine Vielzahl unterschiedlicher Faktoren beeinträchtigt werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, dem Übertragungsleistungspegel von dem sendenden UET 105, Co-Kanal-Interferenz (CCI) von den anderen UETs 108, welche die gleiche Frequenz verwenden (diese anderen UETs 108 können mit dem verarbeitenden Satellitensystem 100 oder mit benachbarten Satellitensystemen kommunizieren), der Dämpfung aufgrund aktueller Wetterbedingungen (z. B. Niederschlag) oder einer Verstärkungsänderung aufgrund eines Fehlausrichtens des Satelliten 101 und/oder der Antenne des UET 105.
• Der Satellit 101 empfängt und verarbeitet die aufwärtsgerichteten Datensignale 103, die durch den UET 105 übermittelt worden sind. Wie weiter unten genauer beschrieben, bestimmt beim Verarbeiten des aufwärtsgerichteten Datensignals 103, das in einem bestimmten Chanslot bzw. Kanalplatz gesendet wurde, ein Fehlererkennungsdekoder (z. B. 211 in 2) an dem Satelliten 101 die Zahl der Fehler, welche in dem aufwärtsgerichteten Datensignal auftraten und korrigiert diese Fehler. Die Vergleichseinheit (z. B. 215 aus 2) an dem Satelliten vergleicht die erkannte Zahl der Fehler in diesem aufwärtsgerichteten Datensignal mit dem Fehlerschwellwert und erzeugt dann eine Fehleranzeige, welche zu diesem Kanalplatz gehört. Der Satellit überträgt dann die Fehleranzeige an das UET 105 auf einer abwärtsgerichteten Verbindung 104 (in dem gleichen Strahl wie die zugehörige aufwärtsgerichtete Verbindung). Auf der Grundlage der zu dem bestimmten Kanalplatz gehörigen Fehleranzeige kann das in diesem Kanalplatz kommunizierende UET 105 dann seinen Übertragungsleistungspegel für das nächste aufwärtsgerichtete Datensignal anpassen, welches der UET 105 in diesem Kanalplatz überträgt. Dieses Fehler einpegelnde Vorgehen tritt allgemein unabhängig von jedem durch das jeweilige UET 105 verwendeten Kanalplatz auf, als auch für jedes andere UET in der gleichen Zellabdeckungsfläche 106. Allgemein werden alle Fehleranzeigen, die zu jedem Frequenzkanal in dem vorliegenden Zeitfenster (d. h. zum Kanalplatz) gehören, und die sich in dem vorliegenden Rahmen befinden, zusammen auf der abwärtsgerichteten Verbindung in einem übergreifenden Fehlerdatensignal übertragen, welches als ein Fehlerbericht bezeichnet wird.
• 2 zeigt ein Systemblockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Fehlereinpegelungs-Steuerschemas 200 der vorliegenden Erfindung. Das Fehlereinpegelungs-Steuerschema 200 umfasst ein satellitengestütztes Fehlereinpegelungsmodul 201 und ein UET-gestütztes Fehlereinpegelungsmodul 202. Das satellitengestützte Fehlereinpegelungsmodul 201 umfasst eine Empfangsantenne 229 für eine aufwärtsgerichtete Verbindung, einen Empfänger 223 für eine aufwärtsgerichtete Verbindung, eine Fehlererkennung(seinheit)/Dekoder 211, eine Vergleichseinheit 215, eine Fehlerberichtsschaltung 219, einen Sender bzw. Übertrager 203 für eine abwärtsgerichtete Verbindung und eine Sendeantenne 205 für eine abwärtsgerichtete Verbindung. Das UET-gestützte Fehlereinpegelungsmodul 202 umfasst eine Empfangsantenne 204 für eine abwärtsgerichtete Verbindung, einen Empfänger 206, für eine abwärtsgerichtete Verbindung, eine Fehlerberichtsverarbeitungseinheit 210, eine Leistungsprofilverarbeitungseinheit 216, einen Leistungsmischer 242, einen Digital-/Analog (D/A)-Wandler 244, einen Übertrager bzw. Sender 220 für eine aufwärtsgerichtete Verbindung, einen variablen Verstärker 224, einen Hochleistungsverstärker (HPA) 228 und eine Sendeantenne 232 für eine aufwärtsgerichtete Verbindung.
• Wie in 2 gezeigt, umfasst das Fehlereinpegelungs-Steuerschema 200 einen Signalpfad eines Regelkreises ("Fehlereinpegelungsschleife"). Exemplarisch "beginnt" der Regelkreis in dem UET-gestützten Fehlereinpegelungsmodul 202, wo ein Datensignal, wie beispielsweise eine ATM-Verkehrszelle 218, in den Sender 220 des UET für eine aufwärtsgerichtete Verbindung eintritt. Der Sender für die aufwärtsgerichtete Verbindung ist ein herkömmlicher Sender 220 für eine aufwärtsgerichtete Verbindung, welcher allgemein das zur Übertragung gewünschte Signal moduliert und eine anfängliche Verstärkung des Signals durchführt. Das modulierte Signal 222 wird dann mittels eines herkömmlichen variablen Verstärkers ("Variable Gain Amplifier"; VGA) 224 weiter verstärkt. Wie weiter unten erklärt, wird die durch den VGA 224 angelegte Verstärkung durch eine Steuerspannung 246 bestimmt. Die Steuerspannung 246 beruht auf dem Leistungsversatz 234 für den bestimmten Kanalplatz (welcher, wie unten erklärt, auf einer Fehleranzeige beruht) als auch auf dem Referenzleistungspegel 238 und einer vorbestimmten Schrittweite 240.
• Weil Satellitenkommunikationssysteme häufig eine große Menge an Dämpfung aufgrund verschiedener Faktoren erfahren, einschließlich, aber nicht begrenzt auf: Unvorteilhafte atmosphärische Bedingungen, Satellitenantennenverstärkungsabfall, Interferenz oder Fehlausrichten des Satelliten und/oder der UET-Antenne, ist es häufig notwendig, das aufwärtsgerichtete Datensignal mit einem Hochleistungs verstärker (HPA) 228 zu verstärken. Ein HPA 228 weist allgemein einen Nennleistungspegel auf, welcher mehrere Dezibel über dem minimalen Wert liegt, welcher zur Aufrechterhaltung einer befriedigenden Leistung der aufwärtsgerichteten Verbindung nötig ist. Nach dieser letzten Verstärkung durch den HPA 228 wird das modulierte und verstärkte aufwärtsgerichtete Datensignal 231 über die Sendeantenne 232 für die aufwärtsgerichtete Verbindung hoch zum Satelliten auf einem geeigneten Leistungspegel ausgestrahlt. Es sollte klar sein, dass verschiedene Verfahren zum Einstellen der Übertragungsleistung für eine aufwärtsgerichtete Verbindung des UETs existieren und die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebene spezifische Implementierung beschränkt ist.
• Es sollte angemerkt werden, dass der ursprüngliche Übertragungsleistungspegel des aufwärtsgerichteten Datensignals, "X" (226) (d. h., bevor die fehlereinpegelnde Schleife ihren ersten Durchlauf beendet hat) ein vorbestimmter Wert ist, welcher allgemein gleich dem Referenzleistungspegel 238 ist. Dies ist der Fall aufgrund der Tatsache, dass der anfängliche Leistungsversatz 234 für jeden gegebenen Kanalplatz allgemein gleich Null ist, bevor die Fehlereinpegelungsschleife das erste Mal während einer Übertragung verwendet worden ist. Der Referenzleistungspegel 238 kann beispielsweise ein fester, in einem Speicher gespeicherter Wert sein, oder er kann über eine unabhängige "Leistungseinpegelungsschleife" des Kommunikationssatellitensystems bestimmt werden. Der Leistungseinpegelungsvorgang, der den Referenzleistungspegel 238 bestimmt und später aufrecht erhält, wird detailliert in einer ebenfalls anhängigen Anmeldung beschrieben, nämlich der Europäischen Patentanmeldung EP 1 168 666 , veröffentlicht am 2. Januar 2002, betitelt "Method And System For Controlling Uplink Power In a Satellite Communication System Using Power Leveling".
• Das aufwärtsgerichtete Datensignal 231, welches dann von der Empfangsantenne 229 des Satelliten für die aufwärtsgerichtete Verbindung empfangen wird, umfasst allgemein unerwünschte Hintergrundkomponenten, einschließlich beispielsweise einer Interferenz (entweder eine innerhalb des Systems (z. B. durch einen Co-Kanal) auftretende Interferenz oder eine Interferenz zwischen Systemen von aufwärtsgerichteten Verbindungen zu anderen Satelliten). Das aufwärtsgerichtete Datensignal 231 wird dann mittels eines herkömmlichen Empfängers 223 für die aufwärtsgerichtete Verbindung verarbeitet und demoduliert. Das Verarbeiten und die Demodulation des aufwärtsgerichteten Datensignals 231 wird allgemein parallel mit vielen anderen Datensignalen 233, 235, 237 unter Verwendung unterschiedlicher Kanalplätze durchgeführt (d. h. Signalen, welche in der Zeit gleichzeitig sind, aber unterschiedliche Frequenzkanäle besetzen). Während diese aufwärtsgerichteten Datensignale 231, 233, 235, 237 den Demodulationsvorgang beenden, werden die demodulierten Signale 225 zu einem Fehlererkennungsdekoder 211 weitergeführt. Dieser Fehlererkennungsdekoder 211 (beispielsweise ein herkömmlicher Reed-Solomon-Dekoder) entfernt allgemein alle Fehler und bestimmt die Zahl der Fehler, die durch den Dekoder 211 für jedes aufwärtsgerichtete Datensignal 231, 233, 235, 237 aufgefunden und korrigiert wurden. Die dekodierten Datensignale 207 werden dann in ihre einzelnen abwärtsgerichteten Signale (z. B. individuelle ATM-Zellen) aufgeteilt, und die einzelnen abwärtsgerichteten Signale werden an den Sender 203 für eine abwärtsgerichtete Verbindung des Satelliten zur Übertragung über die abwärtsgerichtete Verbindung zu ihren jeweiligen Zielen weitergereicht.
• Die Fehlerzählung 213 (d. h., die Zahl der Fehler), die durch den Dekoder 211 für jedes der aufwärtsgerichteten Datensignale 231, 233, 235, 237 bestimmt wurde, wird an eine Vergleichseinheit 215 weitergereicht. Die Vergleichseinheit 215 vergleicht die individuelle Fehlerzählung für jedes Datensignal 231, 233, 235, 237 mit einem Fehlerschwellwert 221. Der Fehlerschwellwert 221 ist allgemein ein vorbestimmter fester Wert in dem Speicher des Satelliten. Der Fehlerschwellwert (T) mag jeder beliebige ganze Wert sein, nämlich von 0 bis t einschließlich, wobei t die maximale Zahl verbesserbarer Fehler für den Dekoder 211 darstellt.
• Beruhend auf dem Vergleich zwischen dem Fehlerschwellwert und der Fehlerzählung für jedes Datensignal gibt die Vergleichseinheit 215 einen oder mehrere 1-bittige Fehleranzeigen 217 an die Fehlerberichtsschaltung 219 aus. Jede individuelle Fehleranzeige gehört zu einem gegebenen Kanalplatz (genauer: dem Kanalplatz, in welchem das zugehörige Signal durch den Satelliten empfangen wurde) und gibt an, ob die Fehlerzählung für diesen zugehörigen Kanalplatz größer als der Fehlerschwellwert ist oder nicht. Falls beispielsweise die Fehlerzählung für einen gegebenen Kanalplatz größer als der Fehlerschwellwert ist, kann die Fehleranzeige für diesen bestimmten Kanalplatz "1" sein, was anzeigt, dass die Fehlerzählung oberhalb des Fehlerschwellwerts liegt. Falls auf ähnliche Weise die Fehlerzählung für den bestimmten Kanalplatz kleiner oder gleich dem Fehlerschwellwert ist, kann die Fehleranzeige für den bestimmten Kanalplatz gleich "0" sein, was angibt, dass die Fehlerzählung sich nicht oberhalb des Fehlerschwellwerts befindet. Es ist anzumerken, dass diese 1/0-Konvention, die den "oberhalb/nicht oberhalb"-Anzeigen entspricht, umgekehrt werden kann. Es wird weiter angemerkt, dass eine komplexere Vergleichanzeige 217 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Bei spielsweise kann eine 3-bittige Anzeige mit den beispielhaften Konventionen verwendet werden, welche in der untenstehenden Tabelle 1 angegeben sind.
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  TABELLE 1
• Die Fehlerberichtschaltung 219 bereitet ein Fehlerberichtssignal 201 vor, welches an den Sender 203 für die abwärtsgerichtete Verbindung gesandt wird. Wie weiter unten in Bezug auf 3 beschrieben, ist der Fehlerbericht 209 allgemein ein einziges übergreifendes Signal, das die "oberhalb/nicht oberhalb"-Fehleranzeigeinformation enthält, welche jedem der individuellen Kanalplätze in einem bestimmten Frame entspricht. Typischerweise sind 9.100 Kanalpläze pro Frame zusammenhängend mittels des Fehlerberichts 209 zu berichten. Diese Kanalpläze können 175 Frequenzkanäle und 52 Zeitfenster umfassen. Die 9.100 zugehörigen Fehleranzeigen 217 können in ein einziges Signal gepackt werden, wie beispielsweise (und im Besonderen in Bezug auf 3 beschrieben) einen Satz von ATM-Fehlerberichtszellen.
• Der durch die Fehlerberichtsschaltung 219 erzeugte Fehlerbericht 209 gelangt dann über einen herkömmlichen Sender 203 für eine abwärtsgerichtete Verbindung und eine herkömmliche Sendeantenne 205 für eine abwärtsgerichtete Verbindung in die abwärtsgerichtete Verbindung 237 (für den gleichen Strahl wie für die zugeordnete aufwärtsgerichtete Verbindung). Die Adressierung dieses Fehlerberichts, wie in Bezug auf 3 beschrieben, ist so, dass jedes Endgerät in dem Zellenabdeckungsbereich des Strahls bzw. der Strahlungskeule den Fehlerbericht erhält (welcher die Rahmennummer der aufwärtsgerichteten Verbindung und die Fenster- bzw. Platznummer enthält, auf die sich der Fehlerbericht bezieht), und zwar über eine herkömmliche Empfangsantenne 204 für die abwärtsgerichtete Verbindung und einen herkömmlichen Empfänger 206 für eine abwärtsgerichtete Verbindung. Der emp fangene Fehlerbericht 208 wird dann durch eine Fehlerberichtsverarbeitungseinheit 210 analysiert.
• Wie im Detail in Bezug auf 3 erklärt, liest die Fehlerberichtsverarbeitungseinheit 210 die Rahmennummer der aufwärtsgerichteten Verbindung und die Zeitplatz- bzw. -fensternummern aus, auf die sich der empfangene Fehlerbericht 209 bezieht, um zu bestimmen, ob das UET ein Datensignal in diesem Rahmen/dieser Platznummer übertragen hat. Falls das Endgerät in einer angegebenen Rahmen-/Platznummer in dem empfangenen Fehlerbericht 208 übertragen hat, geht die Fehlerberichtsverarbeitungseinheit dann weiter, um die bestimmten "oberhalb/nicht oberhalb"-Anzeigebits aus dem empfangenen Fehlerbericht 208 auszulesen, welche dem Kanalplatz zugeordnet sind, auf welchem das bestimmte UET ein aufwärtsgerichtetes Datensignal übertragen hat.
• Die Fehlerberichtsverarbeitungseinheit 210 sendet dann die zugehörigen "oberhalb/nicht oberhalb"-Fehleranzeigebits an eine Leistungsprofilverarbeitungseinheit 216 weiter. Die Leistungsprofilverarbeitungseinheit 216 hält einen Datensatz aktueller Leistungspegelversätze für jeden von dem UET verwendeten Kanalplatz bereit. Diese Leistungspegelversätze sind allgemein ganze Zahlen, und sie beschreiben den Verstärkungsunterschied (in Einheiten einer "Schrittgröße") relativ zu der Referenzleistung, welche über die oben beschriebene Leistungseinpegelungsprozedur bestimmt worden ist (und im Detail in einer ebenfalls anhängigen Anmeldung, nämlich der Europäischen Patentanmeldung EP 1 168 666 , veröffentlicht am 2. Januar 2003, betitelt "Method and System For Controlling Uplink Power In A Satellite Communication System Using Power Leveling", beschrieben ist.
• Falls beispielsweise der aktuelle Referenzleistungspegel für das bestimmte UET 10 dB beträgt, und der Leistungsversatz für den vorliegenden Kanalplatz +2 dB ist, bedeutet dies, dass der aktuelle Leistungspegel für diesen bestimmten Kanalplatz 2 dB oberhalb des Referenzpegels, oder bei 12 dB, liegt. Falls die Fehleranzeige 1 ist, wodurch angegeben wird, dass die Fehlerrate an dem Satelliten größer ist als der Fehlerschwellwert, ist der Leistungspegel dann zu gering, was zu einer größeren Zahl von Fehlern als gewünscht führt. Daher sollte die Leistungsprofilverarbeitungseinheit 216 den Leistungsversatz für diesen Kanalplatz durch eine vorgegebene Schrittgröße auf einen angemessenen Pegel aktualisieren. Zur Vereinfachung wird angenommen, dass eine Fehleranzeige von 1 zu einer +1 dB-Änderung im Leistungsversatz führt und eine Fehleranzeige von 0 zu einer –1 dB-Veränderung im Leistungsversatz führt. In diesem Beispiel würde die Leistungsprofilverarbeitungs einheit 216 daher ihr Leistungsprofil so aktualisieren, dass der Leistungsversatz für diesen speziellen Kanalplatz um +3 dB erhöht wird. Ein ähnliches Vorgehen wird für jeden anderen von dem UET verwendeten Kanalplatz durchgeführt.
• Sobald das Leistungsprofil wie oben erklärt aktualisiert worden ist, wird das aktualisierte Leistungsprofil 234 zu einem Leistungsmischer 242 gesandt. Der Leistungsmischer 242 bestimmt den neuen Übertragungsleistungspegel für einen bestimmten Kanalplatz durch Mischen des Leistungsversatzes des Kanalplätze von dem aktualisierten Leistungsprofil 234 mit dem Referenzleistungspegel 238. Der Leistungsmischer 242 gibt dann die neue Leistungspegelausgabe 250 an einen Digital-/Analog-Wandler aus, welcher eine Steuerspannung 246 erzeugt, und sendet die Steuerspannung 246 zu dem VGA 224. Das UET ist nun bereit, das nächste Datensignal (oder Zelle) auf einem geeigneten Übertragungsleistungspegel zu senden, und die Fehlerregelschleife aus 2 wiederholt sich.
• Es ist zu beachten, dass die Erhöhung um +1 dB in dem Übertragungsleistungspegel des obigen Beispiels ausreichend oder nicht ausreichend sein kann, um die Fehlerzählung des Kanalplatzes auf den benötigten Fehlerschwellwertpegel wiederherzustellen. Allgemein arbeitet das Fehlereinpegelungsvorgehen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgehend bzw. kontinuierlich und setzt daher kontinuierlich den Übertragungsleistungspegel des modulierten Signals 222 fest, bevor es in den HPA 228 gelangt. Falls daher in Bezug auf das obige Beispiel die Veränderung von +1 dB im Leistungsversatz bzw. -abstand ungenügend ist, werden dann zusätzliche "obige" Fehlerberichte zu weiteren Leistungsanstiegen führen, bis die Fehlerzählung ausreichend niedrig ist. Daraufhin wird der Fehlerbericht dazu neigen, zwischen "oberhalb" und "nicht oberhalb" zu schwanken, wodurch der Kanalplatz-Fehlerpegel so gut wie konstant auf dem bevorzugten Fehlerschwellwertpegel gehalten wird.
• Die obige Offenbarung betrifft allgemein gesendete und empfangene Datensignale. In der bevorzugten Ausführungsform liegen diese Datensignale in Form von ATM ("Asynchronous Transfer Mode")-Zellen vor. Daher liegen in der bevorzugten Ausführungsform die Fehlerberichte in Form von Fehlerberichtszellen vor. 3 zeigt die Struktur einer Fehlerberichtszelle 300 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine ATM-Zelle hat typischerweise 53 Bytes, wobei 5 Bytes den Kopfabschnitt der Zelle ("Zellenkopfabschnitt") ausmachen und 48 Bytes den Körper der Zelle ("Zellenkörper") ausmachen. Wie eine typische ATM-Zelle umfasst eine Fehlerberichtszelle 300 allgemein einen 5-Byte großen Zellkopf abschnitt 301 und einen 48-Byte großen Zellkörper 302. Der Zellkörper 302 umfasst allgemein weiterhin einen 4-Byte großen Unterkopfabschnitt 303 und ein 44-Byte großes Berichtsfeld 303.
• Die Hauptfunktion des Zellenkopfes 301 ist es, die Adresse der Zelle 300 zu tragen. Der Zellenkopf 301 umfasst typischerweise zwei individuelle Felder, welche als VPI ("Virtual Path Indicator") und VCI ("Virtual Channel Indicator") bekannt sind, welche zusammen als das "Adressfeld" dienen. VPI und VCI werden an alle UETs, die sich innerhalb der Strahlkeule befinden, adressiert. Jedes UET muss alle Zellen überwachen, welche in seiner abwärtsgerichteten Verbindung ankommen. Wenn die Fehlerberichtszellen 300 von den UETs innerhalb der Strahlkeule empfangen werden, werden die Fehlerberichtszellen 300 an die Fehlerberichtsverarbeitungseinheit (210 aus 2) jedes UETs zur Analyse weitergereicht, wie oben beschrieben.
• Wie oben kurz erwähnt, entspricht jede Fehlerberichtszelle einem bestimmten Satz von Zeitschlitzen bzw. -fenstern bzw. -plätzen einer aufwärtsgerichteten Verbindung in einem bestimmten Rahmen der aufwärtsgerichteten Verbindung, in welchem das betroffene Signal übertragen wurde. Der Unter-Kopfabschnitt 303 der Berichtszelle 300 enthält Felder, um die Rahmennummer für die aufwärtsgerichtete Verbindung und die Zeitplatznummer, auf welche sich die Berichtszelle bezieht, zu bestimmen bzw. zu spezifizieren.
• Das 44-Byte große Berichtsfeld 304 für jede Fehlerberichtszelle 300 besteht aus insgesamt 176 Di-Bits (2 Bits pro Di-Bits, 4 Di-Bbits pro Byte) in dem 44-Byte großen Berichtsfeld 304. Allgemein enthält jedes Di-Bit die Fehlerinformation (d. h. die 1-bitigen "oberhalb/nicht oberhalb"-Anzeigen) für zwei Kanalplätze des aktuellen Rahmens. In dem oben beschriebenen Beispiel, in welchem das aufwärtsgerichtete Signal in 175 Kanäle unterteilt ist, und der Rahmen in 52 Zeitfenster unterteilt ist, kann jedes Di-Bit in dem Fehlerberichtsfeld 304 einer Fehlerberichtszelle einem Frequenzkanal entsprechen, und jede Fehlerberichtszelle kann die Fehleranzeigen enthalten, welche zu zwei Zeitfenstern des aktuellen Rahmens über alle 175 Frequenzkanäle gehört. In diesem Fall braucht das 176. Di-Bit des Berichtsfelds 304 nicht benutzt zu werden. Das erste Bit 308 eines Di-Bits 305 kann die Fehleranzeige enthalten, die zu einem ersten Zeitfenster bzw. -platz S1 des aktuellen Rahmens gehört, und das zweite Bit 309 eines Di-Bits 105 kann die Fehleranzeige enthalten, welche zu einem zweiten Zeitplatz S2 des aktuellen Rahmens gehört. Bei diesem Beispiel würden 26 ATM-Fehlerberichtszellen benötigt werden, um die Fehleranzeigen zu übertragen, die zu allen 9.100 Kanalplätzen des aktuellen Rahmens gehören.
• Jedes UET kennt die Kanalplätze, die ihm zur Übertragung von Datensignalen zugeordnet sind als auch die Rahmen, in welchen es die Daten übertragen hat. Daher kann das UET die bestimmten Berichtszellen 300 an jeder gegebenen abwärtsgerichteten Verbindung leicht identifizieren, welche relevante Fehlerinformation enthalten, und das UET kann auch das Bit einfach lokalisieren, welches einem bestimmten, von dem UET verwendeten Kanalplatz zugeordnet ist.
• 4 ist ein Flussdiagramm, das das Fehlereinpegelungsverfahren 400 einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie oben beschrieben, ist es der erste Schritt 401 für das UET, ein aufwärtsgerichtetes Datensignal unter Verwendung eines bestimmten Kanalplatzes vom UET zu einem Satelliten zu übertragen. Wie oben beschrieben wird dies allgemein mittels eines herkömmlichen Senders für eine aufwärtsgerichtete Verbindung und eine Sendeantenne für eine aufwärtsgerichtete Verbindung durchgeführt. Bevor weiterhin jegliche fehlereinpegelnde Anpassungen durchgeführt worden sind, wird das aufwärtsgerichtete Datensignal allgemein auf einem Übertragungsleistungspegel gesendet, welcher gleich dem Referenzleistungspegel ist. Dieser Referenzleistungspegel wird allgemein durch das in der mitanhängigen Anmeldung, nämlich der Europäischen Patentanmeldung EP 1 168 666 , veröffentlicht am 2. Januar 2002 und betitelt in "Method and System For Controlling Uplink Power In A Satellite Communication System Using Power Leveling" beschriebene Verfahren und System bestimmt. Der nächste Schritt 402 ist es für den Satelliten, das aufwärtsgerichtete Datensignal zu empfangen. Dies wird allgemein mittels eines herkömmlichen Empfängers für eine aufwärtsgerichtete Verbindung und eine Empfangsantenne für eine aufwärtsgerichtete Verbindung durchgeführt.
• Als nächstes wird die Zahl der Fehler in dem empfangenen Datensignal (allgemein als die Fehlerzählung des Signals bezeichnet) bestimmt, und diese Fehler werden korrigiert (Schritt 403). Dies wird mittels eines fehlerberichtigenden Dekoders, wie beispielsweise eines Read-Solomon-Dekoders durchgeführt. Diese Fehlerzählung wird dann mit einem vorgegebenen Schwellwert verglichen (Schritt 404), und auf der Grundlage dieses Vergleichs wird eine Fehleranzeige erzeugt (Schritt 405), die dem Kanalplatz entspricht, in welchem das empfangene Datensignal übertragen wurde. Wie oben beschrieben, ist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Fehleranzeige eine 1-Bit-Anzeige so, dass dann, falls beispielsweise die Fehlerzählung größer als der Fehlerschwellwert ist ("oberhalb"), die Fehleranzeige gleich 1 ist, und falls die Fehlerzählung kleiner oder gleich dem Fehlerschwellwert ist ("nicht oberhalb"), die Fehleranzeige dann gleich 0 ist.
• Die Fehleranzeige für den vorliegenden Kanalplatz kann dann mit mehreren anderen Fehleranzeigen, die zu anderen Kanalplätzen in dem gleichen Rahmen gehören, in einen Fehlerbericht kombiniert werden (Schritt 406). Dieser Fehlerbericht wird dann in einer abwärtsgerichteten Verbindung übermittelt und von allen UETs in der Zellenabdeckungsfläche empfangen, in welche die abwärtsgerichtete Verbindung gerichtet ist (Schritte 407 und 408). Der Fehlerbericht wird dann durch die empfangenden UETs verarbeitet (Schritt 409). Wie oben beschrieben umfasst dieser Verarbeitungsschritt das Auslesen der Rahmennummer der aufwärtsgerichteten Verbindung und der Zeitfenster/fensternummer, zu welcher der empfangende Fehlerbericht gehört, um zu bestimmen, ob das UET ein Datensignal in dieser Rahmen-/Fenster-Nummer übermittelt hat. Falls das Endgerät in der in dem empfangenen Fehlerbericht angegebenen vorliegenden Rahmen-/Platznummer übermittelt hat, umfasst der Verarbeitungsschritt weiterhin das Auslesen der bestimmten "oberhalb/nicht oberhalb"-Anzeigebits aus dem empfangenen Fehlerbericht, welche dem Kanalplatz zugeordnet sind, auf welchem das bestimmte UET ein aufwärtsgerichtetes Datensignal übertragen hat.
• Der nächste Schritt 410 ist es, den Übertragungsleistungspegel jedes Kanalplatzes anzupassen, an welchem das UET zu senden autorisiert ist. Wie oben beschrieben, wird der Übertragungsleistungspegel eines Kanalplatzes auf der Grundlage eines aktualisierten Leistungsversatzes angepasst, welcher zu diesem Kanalplatz gehört als auch basierend auf einem Referenz- bzw- Bezugsleistungspegel. Der aktualisierte Leistungsversatz wird auf der Grundlage der Fehleranzeige für den Kanalplatz und des Leistungsversatzes für das vorhergehende Datensignal bestimmt, welches mittels des UET unter Verwendung dieses Kanalplatzes ausgesandt wurde (allgemein ist dies 0, falls kein vorhergehendes aufwärtsgerichtetes Datensignal auf diesem Kanalplatz während der aktuellen Datenübertragung versandt worden ist). Sobald der Übertragungsleistungspegel angepasst ist, wird das nächste durch das UET an dem bestimmten Kanalplatz zu übertragende Datensignal während der aktuellen Datenübertragung auf diesem geeigneten Übertragungsleistungspegel ausgesandt, und die oben in Bezug auf 4 beschriebene Fehlerschleife wird wiederholt. Ein verwandter Gegenstand wird in den folgenden mit anhängenden Anmeldungen beschrieben, welche alle der Anmelderin der vorliegenden Anmeldung übertragen worden sind: Europäische Patentanmeldung EP 1 168 666 , veröffentlicht am 2. Januar 2002, betitelt "Method And System For Controlling Uplink Power In a Satellite Communication System Using Power Leveling"; Europäische Patenanmeldung EP 1 168 662 , veröffentlicht am 2. Januar 2002, betitelt "Method and Apparatus for Controlling A Transmission Power Threshold of a Satellite Communication System" und Europäische Patentanmeldung EP 1 168 663 , veröffentlicht am 2. Januar 2002, betitelt "Comprehensive Methode And System For Controlling Uplink Power In A Satellite Communication System".
• Während bestimmte Elemente, Ausführungsformen und Anwendungen der vorliegenden Erfindung gezeigt und beschrieben worden sind, sollte es klar sein, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, da Modifikationen durch Fachleute durchgeführt werden können, insbesondere im Licht der obigen Lehre. Durch die beigefügten Ansprüche sollten solche Modifikationen abgedeckt sein und solche Merkmale umfasst sein, welche in dem Bereich der Erfindung liegen.

Claims (25)

1. Verfahren zum Steuern eines Übertragungsleistungspegels einer Kanalplatzkombination, die einem Nutzerendgerät zugeordnet ist, in einem Satellitenkommunikationssystem, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Durchführen einer Fehlerzählung eines Datensignals, das von einem Nutzerendgerät zu einem Satelliten in einer Kanalplatzkombination übertragen wird (403); Erzeugen einer Fehleranzeige als Antwort auf einen Vergleich eines vorbestimmten Fehlerschwellwerts mit der Fehlerzählung (405); Anfertigen eines Fehlerberichts an dem Satelliten als Antwort auf die Fehleranzeige, wobei der Fehlerbericht eine Vielzahl von Fehleranzeigen umfasst, wobei jede Fehleranzeige einer unterschiedlichen Kanalzahlkombination entspricht (406); Übertragen des Fehlerberichts einschließlich der Fehleranzeige zu dem Nutzerendgerät (407); Analysieren des Fehlerberichts an dem Nutzerendgerät, um die Fehleranzeige zu entnehmen (409); und Steuern eines Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination an dem Nutzerendgerät als Antwort auf die Fehleranzeige,
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anfertigungsschritt (406) den Schritt des Anfertigens des Fehlerberichts umfasst, der einer Rahmennummer und einer Platznummer des Satellitenkommunikationssystems entspricht, und zwar als Antwort auf die Fehleranzeige (410).
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fehlerbericht in Form mindestens einer ATM-Zelle vorliegt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Analyseschritt (409) die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen einer Rahmennummer und einer Platznummer, denen der Fehlerbericht entspricht; Bestimmen, ob die Kanalplatzkombination in der Rahmennummer und der Platznummer enthalten ist; und Steuern des Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination an dem Nutzerendgerät als Antwort auf die Fehleranzeige, falls die Kanalplatzkombination in der Rahmennummer und der Platznummer enthalten ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Steuerschritt (410) weiterhin den Schritt des Erhöhens oder Verringerns des Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination als Antwort auf die Fehleranzeige umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Erzeugungsschritt (405) den Schritt des Erzeugens einer einbittigen Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich umfasst.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Erzeugungsschritt (405) den Schritt des Erzeugens einer einbittigen Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich umfasst, wobei die einbittige Fehleranzeige gleich einem ersten Wert ist, wenn die Fehlerzählung kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerschwellwert, und wobei die Fehleranzeige gleich einem zweiten Wert ist, wenn die Fehlerzählung nicht kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerschwellwert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Steuerschritt (410) weiterhin den Schritt des Erhöhens des Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination um einen ersten vorbestimmten Betrag umfasst, wenn die einbittige Fehleranzeige gleich dem ersten Wert ist, und des Verringerns des Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination um einen zweiten vorbestimmten Betrag, wenn die einbittige Fehleranzeige gleich dem zweiten Wert ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Erzeugungsschritt (405) den Schritt des Erzeugens einer mehrbittigen Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich umfasst.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 9, wobei der Erzeugungsschritt (405) den Schritt des Erzeugens einer mehrbittigen Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich umfasst, wobei jeder Wert der mehrbittigen Fehleranzeige einem Bereich aus einer Vielzahl vorbestimmter Bereiche von Verhältnissen der Fehlerzählung zum Fehlerschwellwert entspricht.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Steuerschritt (410) weiterhin den Schritt des Steuerns des Übertragungsleistungspegels als Antwort auf die mehrbittige Fehleranzeige um einen Betrag aus einer Vielzahl von vorbestimmten Beträgen umfasst, wobei jeder der vorbestimmten Bereiche einem der vorbestimmten Beträge entspricht.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Analyseschritt (409) die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen der Rahmennummer und der Platznummer, denen der Fehlerbericht entspricht; Bestimmen, ob die Kanalplatzkombination in der Rahmennummer und der Platznummer enthalten ist; und Steuern des Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination an dem Nutzerendgerät als Antwort auf die Fehleranzeige, falls die Kanalplatzkombination in der Rahmennummer und der Platznummer enthalten ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Steuerschritt (410) weiterhin den Schritt des Erhöhens oder Verringerns des Leistungsübertragungspegels der Kanalplatzkombination als Antwort auf die Fehleranzeige umfasst.
14. Satellitenkommunikationssystem, umfassend: einen Kommunikationssatelliten (101), beinhaltend: eine Fehlererkennung (211) zum Bestimmen der Fehlerzählung in einem empfangenen Datensignal, das von einem Nutzerendgerät (105) zu dem Kommunikationssatelliten (101) unter Verwendung einer Kanalplatzkombination übertragen wurde; eine Vergleichseinheit (215) zum Erzeugen einer Fehleranzeige als Antwort auf einen Vergleich der Fehlerzählung mit einem vorbestimmten Fehlerschwellwert; eine Fehlerberichtsschaltung (219) zum Anfertigen eines Fehlerberichts an dem Satelliten (101) als Antwort auf die Fehleranzeige, wobei der Fehlerbericht eine Vielzahl von Fehleranzeigen umfasst, wobei jede Fehleranzeige einer unterschiedlichen Kanalplatzkombination entspricht; und eine Übertragungseinheit zum Übertragen des Fehlerberichts an ein Nutzerendgerät (105); und ein Nutzerendgerät (105), beinhaltend: einen Empfänger (206) zum Empfangen des Fehlerberichts von dem Satelliten (101); und eine Fehlerberichtsverarbeitungseinheit zum Analysieren des Fehlerberichts an dem Nutzerendgerät (105), um die Fehleranzeige zu entnehmen; und einen Leistungsprofilverarbeitungseinheit (216) zum Steuern eines Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination als Antwort auf die Fehleranzeige.
15. Satellitenkommunikationssystem nach Anspruch 14, weiterhin umfassend einen Leistungsmischer zum Steuern des Übertragungsleistungspegels der Kanalplatzkombination als Antwort auf die Fehleranzeige.
16. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei die Fehlerberichtsschaltung (219) den Fehlerbericht entsprechend einer Rahmennummer und einer Platznummer des Satellitenkommunikationssystems als Antwort auf die Fehleranzeige anfertigt.
17. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Fehlerberichtsschaltung (219) den Fehlerbericht in Form mindestens einer ATM-Zelle anfertigt.
18. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Fehlerberichtsverarbeitungseinheit eine Rahmennummer und eine Platznummer bestimmt, denen der Fehlerbericht entspricht, und bestimmt, ob die Kanalplatzkombination in der Rahmennummer und der Platznummer vorhanden ist.
19. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die Leistungsprofilverarbeitungseinheit (216) den Übertragungsleistungspegel der Kanalplatzkombination als Antwort auf die Fehleranzeige erhöht oder verringert.
20. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Fehlerberichtsschaltung (219) eine einbittige Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich erzeugt.
21. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Fehlerberichtsschaltung (219) eine einbittige Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich erzeugt, wobei die einbittige Fehleranzeige gleich einem ersten Wert ist, wenn die Fehlerzählung kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerschwellwert, und wobei die einbittige Fehleranzeige gleich einem zweiten Wert ist, wenn die Fehlerzählung nicht kleiner ist als der vorbestimmte Fehlerschwellwert.
22. Satellitenkommunikationssystem nach einem Anspruch 21, wobei die Leistungsprofilverarbeitungseinheit (216) den Übertragungsleistungspegel der Kanal platzkombination um einen ersten vorbestimmten Betrag erhöht, wenn die einbittige Fehleranzeige gleich dem ersten Wert ist, und den Übertragungsleistungspegel des Kanals um einen zweiten vorbestimmten Betrag verringert, wenn die einbittige Fehleranzeige gleich dem zweiten Wert ist.
23. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Leistungsprofilverarbeitungseinheit (216) eine mehrbittige Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich erzeugt.
24. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 20 und 23, wobei die Leistungsprofilverarbeitungseinheit (216) eine mehrbittige Fehleranzeige als Antwort auf den Vergleich erzeugt, wobei jeder Wert der mehrbittigen Fehleranzeige einem Bereich aus einer Vielzahl vorbestimmter Bereiche von Verhältnissen der Fehlerzählung zum Fehlerschwellwert entspricht.
25. Satellitenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 24, wobei die Leistungsprofilverarbeitungseinheit (216) den Übertragungsleistungspegel der Kanalplatzkombination als Antwort auf die mehrbittige Fehleranzeige um einen Betrag aus einer Vielzahl von vorbestimmten Beträgen steuert, wobei jeder der vorbestimmten Bereiche einem der vorbestimmten Beträge entspricht.