DE60123525T2

DE60123525T2 - Stärkeanordnung für eine Satelliten Abwärtsverbindung mit Sprung und mehrere Lasten pro Rahmen

Info

Publication number: DE60123525T2
Application number: DE60123525T
Authority: DE
Inventors: Esmaell Manhattan Beach Yousefi; Stuart T. Rancho Palos Verdes Linsky; Mark E. Redondo Beach Bever; Fred C. Rancho Palos Verdes Tramm; Lisa A. Torrance Moy-Yee; Vincent Garden Grove Nguyen; Gefferie H. San Gabriel Yee-Madera
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Systems Corp
Priority date: 2000-06-21
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: CA2351032A1; EP1168667B1; US6957078B1; CA2351032C; DE60123525D1; EP1168667A3; JP2002084223A; EP1168667A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Satellitenkommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Leistungsausblendungstechniken für abwärtsgerichtete Strahlen, die an strahlgesprungene Mehrfachnutzlast-Rahmenstrukturen angepasst sind.
Satelliten sind seit langem dazu verwendet worden, Kommunikationsfähigkeiten in einem globalen Umfang bereitzustellen. Seit Beginn moderner Kommunikationssatelliten ist jedoch ein Faktor konstant geblieben: die begrenzte Verfügbarkeit an Strom bzw. Leistung an Bord eines Satelliten. Die begrenzte Verfügbarkeit an Leistung dauert bis heute an, und sogar trotz der enormen Fortschritte in der Satellitentechnologie.
Größere Verbraucher von Satellitenleistung umfassen die Kommunikationsempfangsausrüstung, die verwendet wird, um die Aufwärtsverbindung zu empfangen, und die Sendeausrüstung, die verwendet wird, um die Abwärtsverbindung zu erzeugen. Insbesondere die Sendeausrüstung benötigt häufig 50% oder mehr der gesamten von einem Satelliten erzeugten Leistung. Ferner sind die abwärtsgerichtete Leistungsverstärker weit von einem 100%igen Wirkungsgrad entfernt und verschwenden daher immer dann Leistung, wenn sie aktiv sind.
Jeder unangemessene Verbrauch an Satellitenleistung ist unerwünscht. So können beispielsweise Beschränkungen der Satellitenleistung einen Satelliten daran hindern, stärkere und fehlertolerantere Kodiertechniken zu kodieren und zu dekodieren. Als weiteres Beispiel kann die beschränkte Satellitenieistung die Zahl und Art überwachender oder messender Funktionen verringern, welche ein Satellit ausführen kann.
Zusätzlich ist es, während sich die Satellitentechnologie weiterentwickelt hat, für Satelliten üblicher geworden, ihre Aufwärtsverbindungen zu verarbeiten. In anderen Worten kann der Satellit Daten dekodieren, verarbeiten, weiterleiten, in Warteschlangen stellen und anderweitig handhaben, bevor die Daten in Abwärtsrahmen umkodiert und verpackt werden. Daher hängt die Ausnützung der Abwärtsverbindung von der Menge der Daten ab, die fertig sind und darauf warten, gesendet zu werden. Ein Senden teilweise leerer Rahmen kann eine Verschwendung von Leistung sein und nachteilige Einflüsse auf die Satellitenleistung haben, beispielsweise aufgrund des unnötigen Bedienens von Warteschlangen.
GB-A-2 336 508 beschreibt ein Funkkommunikationssystem, in welchem Daten auf einen modulierten Funkfrequenzträger aufmoduliert werden, wobei der Träger ausgeschaltet wird, wenn keine Daten zur Aussendung bzw. Übertragung vorhanden sind. Falls eine wiederholte Signalinformation gesendet werden muss, wird nur eine vorbestimmte Zahl von Wiederholungen gesendet, bevor der Träger ausgeschaltet wird. Bei dieser Anordnung wird in einer Ausführungsform eine Bitfolge am Ende des ersten Datenblocks mit mehrfachen Folgen eines zweiten Blocks verglichen, und falls alle Folgen gleich sind, wird die Übertragung des zweiten Blocks verhindert. In einer anderen Ausführungsform wird eine Dateneingabe für eine Übertragung mit einer vorbestimmten Bitfolge verglichen. Falls eine Übereinstimmung für irgendeine relative Bitanpassung gefunden wird, zeigt dies einen Ruhezustand an (Fehlen von Nutzerdaten), und der Träger wird ausgeschaltet. Wenn mehr Nutzerdaten empfangen werden, wird der Träger angeschaltet und Rahmen werden in Synchronisation mit dem Takt derjenigen Rahmen übertragen, die vor der Trägerdeaktivierung übertragen worden sind. Nach einer Trägerreaktivierung kann eine konstante Leistungspräambel übertragen werden, um bei der Pegelsteuerung in den Sender zu helfen.
Es bestand in der Industrie lange ein Bedürfnis nach einer zeitgemultiplexten Abwärtsverbindung mit Leistungsausblendung, welche die oben angesprochenen und andere vorher erfahrene Probleme anspricht.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Leistungsausblenden eines Abwärtsstrahl-Rahmensignals bereit. Das Verfahren umfasst die Schritte des Sendens, um einen einzelnen Mehrfachnutzlastrahmen zu bilden, mindestens eines ersten Kopfabschnittsignals, eines ersten Nutzlastsignals, eines zweiten Kopfabschnittsignals und eines zweiten Nutzlastsignals. Wenn ein Leistungsausblenden aktiv ist, zieht das Verfahren eine Leistung von dem kombinierten ersten Kopfabschnittsignal und ersten Nutzlastsignal und/oder von dem kombinierten zweiten Kopfabschnittsignal und zweiten Nutzlastsignal ab. Das Verfahren zum Leistungsausblenden kann sich auf einen Rahmen mit N Kopfabschnitten und N Nutzlasten erstrecken.
Als ein Beispiel kann das Verfahren ferner das Abwärtsstrahl-Rahmensignal zwischen mindestens zwei Bodenzellen umspringen lassen. Dann kann das Leistungsausblenden teilweise auf der Grundlage der Bodenzelle, auf welche das Abwärtsstrahl-Rahmensignal gerade gesprungen ist, aktiviert werden. In bestimmten Ausführungs formen kann die Entscheidung, leistungsauszublenden, auch auf der Grundlage einer statistischen Multiplexabschätzung der Abwärtsrahmenausnutzung beruhen. Wenn, als ein Beispiel, von der Abwärtsverbindung erwartet wird, dass sie zu 90% verwendet wird, kann dann ein Leistungsausblenden für bis zu 10% aller Rahmen auftreten. Leistungsausblenden kann auch durchgeführt werden, um zumindest eine Datenwarteschlage durchschnittlich ungefähr auf einem vorausgewählten Auslastungsniveau zu halten, oder wenn zu wenige Zellen verfügbar sind, um einen Rahmen oder eine Nutzlast zu füllen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Leistungsausblendemodul für ein Abwärtsstrahl-Rahmensignal bereit. Das Leistungsausblendemodul umfasst einen Leistungsverstärker zum Verstärken – zur Aussendung – von Senderahmensignalen, die mindestens ein erstes Kopfabschnittsignal, ein erstes Nutzlastsignal, ein zweites Kopfabschnittsignal und ein zweites Nutzlastsignal umfassen. Das Leistungsausblendemodul umfasst ferner eine Leistungsausblendeschaltung, die mit dem Leistungsverstärker gekoppelt ist. Die Leistungsausblendeschaltung umfasst einen Leistungsausblendeeingang und reagiert auf ein Leistungsausblendesignal, um Leistung von dem kombinierten ersten Kopfabschnittsignal und ersten Nutzlastsignal und/oder von dem kombinierten zweiten Kopfabschnittsignal und zweiten Nutzlastsignal vor einer Verstärkung durch den Leistungsverstärker abzuziehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Leistungsausblendemoduls.
2 zeigt ein genaues Blockdiagramm eines Leistungsausblendemoduls.
3 zeigt eine Modulatorumsetzung, die ein Leistungsausblenden unterstützt.
4 zeigt ein Mehrfachnutzlastrahmensignal mit beispielhaften Leistungsausblendungs-Steuersignalen.
5 stellt Ablaufschritte dar, die vor und nach einem Leistungsausblenden eines strahlspringenden Mehrfachnutzlastrahmensignals auftreten.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Nun Bezug nehmend auf 1 zeigt diese Figur ein Blockdiagramm eines Leistungsausblendemoduls 100, das im allgemein auch arbeitet, um Abwärtsrahmenwellenformen zu erzeugen. Das Leistungsausblendemodul 100 umfasst eine Steuereinheit 102 und eine Wellenformverarbeitungskette, die mit Daten arbeitet, die von der Datenquelle 104 bereitgestellt werden (welche ein Datenspeicher sein kann, der beispielsweise durch Datenwarteschlangen unterteilt organisiert sein kann). Insbesondere umfasst die Wellenformverarbeitungskette einen Wellenformerzeuger 106, einen Leistungsverstärker 108 und einen Schalter 110. Die Wellenformverarbeitungskette umfasst ferner einen ersten Speisungspfad 112 und einen zweiten Speisungspfad 114.
Der erste Speisungspfad 112 und der zweite Speisungspfad 114 können beispielsweise mit individuellen Antennenhornstrahlern verbunden sein, um eine Punktstrahlabdeckung auf unterschiedliche Bodenzellen zu richten. Die Speisungspfade 112–114 können auch gekennzeichnet sein durch einen Polarisationseffekt auf die Wellenform, die sich entlang der Speisungspfade 112–114 ausbreitet, einschließlich einer Polarisation im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn.
Der Wellenformerzeuger 106 nimmt Basisbanddaten von der Datenquelle 104 an und erzeugt eine (nach Verstärkung durch den Leistungsverstärker) zu sendende Wellenform. Der Schalter 110 wählt die bestimmten Speisungspfade 112–114 aus, entlang derer sich die Wellenform ausbreitet (und daher, in bestimmten Ausführungsformen, die der Wellenform zugeordnete Polarisation und/oder Sprungort).
Die Steuereinheit 102 führt eine Strahlsprung- und Leistungsausblendungs-Steuerung über die zu sendende Wellenform aus. Daher kann die Steuereinheit 102 ein Leistungsausblendesignal ausgeben, das aktiv ist, wenn ausgewählte Abwärtsrahmensignale leistungsauszubfenden sind. Insbesondere kann, wie unten erklärt, die Steuereinheit 102 ein oder mehr Kopfabschnittsignale, Nutzlastsignale und Flush-Signale teilweise beruhend auf dem aktuellen Sprungort für einen abwärtsgerichteten Strahl oder auf anderen Kriterien leistungsausblenden.
Bezug nehmend auf 2 ist eine genauere Implementierung eines Leistungsausblendemoduls 200 gezeigt. Das Leistungsausblendemodul 200 umfasst eine Datenplanungseinheit 202, eine Datenweiterleitungseinheit bzw. -router 204 und eine Wellenformverarbeitungskette einschließlich eines QPSK-Modulators 206, eines Aufwärtswandlers 208 und eines Wanderfeldröhrenverstärkers ("traveling wave tube amplifier"; TWTA) 210. Der Schalter 110 ist in 2 als ein Ferritschalter gezeigt, der die zu sendende Wellenform entweder durch den ersten Speisungspfad 112 oder den zweiten Speisungspfad 114 leitet.
2 zeigt auch einen Steuerungsausgang 216 (der dazu verwendet werden kann, beispielsweise ein Leistungsausblendesignal und ein Strahlsprungauswahlsignal zu tragen), zwei Frequenzauswahleingänge 218 und 220 für den Modulator 206 und den Aufwärtswandler 208, einen Speisungspfadauswahleingang 222 und einen Zwischenwellenformausgang 224 vom Modulator. Vorzugsweise stellen die zusätzlichen Ferritschalter 212 und 214 in den Speisungspfaden 112, 114 eine zusätzlich Signalisolierung bereit (z. B. ca. 20 db zwischen Eingang und Ausgang, wenn der Ferritschalter ausgeschaltet ist). In anderen Worten arbeiten die Ferritschalter 212, 214 als Antwort auf die Steuerausgabe 216, um eine Wellenform, durchzulassen oder zu blockieren, die durch die Speisungspfade 112, 114 gesendet werden soll. In anderen Worten ist der Ferritschalter 214 dann durch die Last 228 mit Erde verbunden, wenn die zu übertragende Wellenform für die Speisung 112 bestimmt ist. Auf gleiche Weise ist der Ferritschalter 212 dann durch die Last 226 mit Erde verbunden, wenn die zu übertragende Wellenform für die Speisung 114 bestimmt ist.
Während des Betriebs akzeptiert das Leistungsausblendemodul 200 Basisbanddaten vom Router 204 (z. B. einem ATM-Zellen-Router) und erzeugt eine Wellenform, die unter Verwendung der Wellenformverarbeitungskette zu übertragen ist. Die Wellenformverarbeitung beginnt durch unmittelbares Umwandeln von I- und Q-Daten auf eine Zwischenfrequenz von beispielsweise 750 MHz. Das Wellenformverarbeiten wählt dann F1 (z. B. 3,175 MHz) oder F2 (z. B. 3,425) und F3 (z. B. 16 GHz) oder F4 (z. B. 17,4 GHz) aus, um eine Wellenform zu erzeugen, die mit einer endgültigen Mittenfrequenz bei 18,425 GHz, 18,675 GHz, 19,825 GHz oder 20, 075 GHz übertragen wird. Die Planungseinheit 202 überwacht die Ausbreitung der Daten durch die Wellenformverarbeitungskette und bestimmt, wann gewisse Rahmensignale leistungsausgeblendet werden sollen. Dahingehend stellt die Datenplanungseinheit 202 ein Leistungsausblendungssignal an dem Steuerausgang 216 bereit, das aktiv ist, wenn eine Leistungsausblendung auftreten soll.
Der TWTA 210 verstärkt die auszusendende Wellenform, während der Schalter 110 bestimmt, entlang welches Speisungspfads 112–114 (oder zusätzlicher Speisungspfade) sich die verstärkte Wellenform ausbreiten wird. Aus diesem Grund umfasst der Schalter 110 den Speisungspfadauswahleingang 222, der auf Information am Steuerausgang 216 reagiert. Weil die Speisungspfade 112–114 allgemein (obwohl nicht notwendigerweise) Hornstrahlern zugeordnet sind, die Punktstrahlen in geogra phisch unterschiedlichen erdgebundenen bzw. Bodenzellen erzeugen, agiert der Speisungspfadauswahleingang so, dass er den Sprungort von abwärtsgerichteten Rahmen bestimmt. Daher manifestiert sich eine abwärtsgerichtete Verbindung als ein Strahlpunkt, der typischerweise eine Bandbreite für mehrere Bodenzellen durch Springen zwischen diesen bereitstellt. Die Sprungorte unten sind mit Gerade und Ungerade bezeichnet, aber nicht notwendigerweise auf gerade oder ungerade Rahmen beschränkt. Stattdessen bezeichnen Gerade und Ungerade sich gegenseitig ausschließende Zeitdauern.
Nun Bezug nehmend auf 3 zeigt diese Figur eine Umsetzung des Modulators 206, der das Leistungsausblenden unterstützt. Inphase-Daten werden dem Inphase-Steuerelement 302 zugeführt, während Quadratur-Daten dem Quadratur-Steuerelement 304 zugeführt werden. Wie dargestellt, sind die Inphase- und Quadratur-Steuerelemente 302, 304 D-FIip-Flops mit Reseteingängen. Die Inphase- und Quadratur-Steuerelemente 302, 304 speisen einen digitalen Modulatorkern 306, der eine modulierte Wellenform an einem Modulatorausgang 308 erzeugt. Ein Lokaloszillator (LO)-Signal (vorzugsweise 750 MHz) stellt ein Zwischenfrequenz-Trägersignal bereit. Der Verstärker 310 verstärkt die modulierte Wellenform, woraufhin sie durch ein Bandpassfilter 3i2 gefiltert wird. Das Bandpassfilter 312 weist vorzugsweise ein Durchlassband von beispielsweise 625 MHz bis 875 MHz auf, das bei 750 MHz zentriert ist.
Ein Datentaktgeber 314, der vorzugsweise bei 196,7 MHz läuft, treibt die Inphase- und Quadratur-Steuerelemente 302, 304. Es ist zu beachten, dass ein Leistungsausblendeeingang 316 mit den Inphase- und Quadratur-Steuerelementen 302, 304 verbunden ist, als auch mit dem Ausblendungssteuereingang 318 des digitalen Modulatorkerns 306. Wenn ein aktives Leistungsausblendungssignal an dem Leistungsanschlusseingang 316 vorhanden ist, werden die Ausgänge der Inphase- und Quadratur-Steuerelemente 302, 304 auf einem bekannten Zustand gehalten (z. B. beide auf 0). Ferner gibt der digitale Modulatorkern 306 ein Signal mit einem Frequenzanteil außerhalb des Durchlassbands des Bandpassfilters 312 aus.
Beispielsweise kann der digitale Modulatorkern 306 ein Gleichstromsignal als Antwort auf das aktive Leistungsausblendungssignal ausgeben. Als ein Ergebnis entfernt das Bandpassfilter das Gleichstromsignal. Es ergibt sich ein leistungsausgeblendetes Signal.
Zurück zu 2, gibt der Aufwärtswandler 208 (z. B. ein 20 GHz-Mischer) üblicherweise ein vollständig aufwärtsgewandeltes Signal zur Verstärkung und Übertragung aus. Jedoch bewirkt das Fehlen von Energie in den leistungsausgeblendeten Signalen, dass der Aufwärtswandler an seinem Ausgang während der Leistungsausblendung im wesentlichen kein Signal erzeugt. Als ein Ergebnis verbraucht der TWTA 210 keine Verstärkungsenergie, und im Abwärtsstrahl ist im wesentlichen keine abwärtsgerichtete Energie vorhanden, während das Leistungsausblendungssignal aktiv ist. In anderen Worten wird der Gleichstromverbrauch des TWTA 210 im wesentlichen durch Entfernen ausgestrahlter Leistung verringert.
Als nächstes Bezug nehmend auf 4, stellt diese Figur ein Taktungsdiagramm 400 dar, welches ein Mehrfachnutzlast-Rahmensignal 402 und Leistungsausblendungssignale 404, 406, 408, 410, 412, 414, 416 (von denen angenommen wird, dass sie aktiv sind, wenn sie auf 'hoch' liegen) zeigt. Als ein Beispiel kann das Rahmensignal 402 ein 368-symboliges erstes Kopfabschnittsignal 418, ein 7552-symboliges erstes Nutzlastsignal 420, ein erstes 16-symboliges Flush-Signal 422, ein 96-symboliges zweites Kopfabschnittsignal 424, ein 7552-symboliges zweites Nutzlastsignal 426 und ein zweites 16-symboliges Flush-Signal 428. Im allgemeinen jedoch kann das Rahmensignal 402N Kopfabschnitte und N Nutzlasten aufweisen, die unabhängig einem Leistungsausblenden zu unterwerfen sind.
Das Leistungsausblendungssignal 404 wird niemals während des Rahmensignals 402 aktiv. Daher wird keines der Rahmensignale 418–428 leistungsausgeblendet. Als ein Ergebnis werden sowohl das erste als auch das zweite Kopfabschnittsignal 418, 424 und sowohl das erste als auch das zweite Nutzlastsignal 420, 426 zum Boden geliefert. Im Unterschied dazu ist anzumerken, dass das Leistungsausblendungssignal 416 aktiv über das gesamte Rahmensignal 402 ist. Daher wird dem abwärtsgerichteten Strahl im wesentlichen keine Energie während der Zeit bereitgestellt, während der das Rahmensignal 402 übertragen werden würde.
Andererseits wird das Leistungsausblendungssignal 406 während des zweiten Nutzlstsignals 426 und des zweiten Flush-Signals 428 aktiv. Daher trägt das Rahmensignal 402 weiterhin wichtige Overhead-Information in den ersten und zweiten Kopfabschnittsignalen 418, 424. Die Overhead-Information kann beispielsweise Synchronisationsbits, Strahlsprungort-Identifikatoren, Rahmenkodier-Identifikatoren, Rahmenzähler und dergleichen umfassen.
Die Overhead-Information kann ferner Leistungsausblendungs-Bitmuster umfassen, die einem erdgebundenen Empfänger angeben, welche Rahmensignale leistungsausgeblendet sind. Als ein Beispiel können das erste Kopfabschnittsignal 418 oder das zweite Kopfabschnittsignal 424 ein Rahmentypenfeld umfassen, das Wiederholungen des Bitmusters 10100101 umfasst, um ein Leistungsausblenden des ersten Nutzlastsignals 420 oder des zweiten Nutzlastsignals 426 anzuzeigen, oder Wiederholungen des Bitmusters 11110000, um ein Leistungsausblenden des gesamten Rahmensignals 402 anzuzeigen. Insbesondere können die Bitmuster zugeordnet werden, um jegliche Kombination von Kopfabschnitt-, Nutzlast- und Flushsignal-Leistungsausblendung zu identifizieren. Es ist auch zu beachten, dass ein erdgebundener Empfänger seine eigenen Empfänger als Antwort auf die Bitmuster deaktivieren kann, um während der leistungsausgeblendeten Abschnitte des Rahmensignals Strom zu sparen.
Immer noch in Bezug auf 4 führt das Leistungsausblendungssignal 410 zu einer Leistungsausblendung der ersten und zweiten Nutzlast- und Flush-Signale 420, 422, 426, 428. Auf gleiche Weise führt das Leistungsausblendungssignal 412 zu einer Leistungsausblendung des ersten Nutzlast-Signals 420 und des ersten Flush-Signals 422.
Weil das Mehrfachnutzlast-Rahmensignal 402 mehrere Kopfabschnitte umfasst, von denen jeder vorzugsweise eine Synchronisationsinformation trägt, sind zusätzliche Leistungsausblendungsoptionen verfügbar. Daher blendet beispielsweise das Leistungsausblendungssignal 408 die Leistung des zweiten Kopfabschnittsignals 424, des zweiten Nutzlastsignals 426 und des zweiten Flush-Signals 428 aus. Durch das erste Kopfabschnittsignal 418 wird dennoch eine Synchronisation bereitgestellt. Auf gleiche Weise blendet das Leistungsausblendungssignal 414 alle Rahmensignale außer dem ersten Kopfabschnittsignal 418 aus.
Die Planungseinheit 202 kann eine Logik enthalten, um das Leistungsausblendungssignal unter vielen Szenarien auszugeben. Wenn beispielsweise der Satellit sind in eine Erdschattenstellung bewegt wird und weniger Strom bzw. Leistung verfügbar ist, kann die Planungseinheit 202 jeden zweiten vollständigen Rahmen, jede zweite Nutzlast oder jegliche Kombination von Rahmensignalen leistungsausblenden, um eine gewünschte Leistungsverringerung zu erreichen. Als ein weiteres Beispiel kann die Planungseinheit 202 das Leistungsausblendungssignal als Antwort auf eine statistische Multiplexabschätzung der Abwärtsstrahlausnutzung aktivieren. Falls, als ein Beispiel, abgeschätzt wird, dass der abwärtsgerichtete Strahl während einer gewissen Zeitdauer zu 90% ausgenutzt wird, kann die Planungseinheit 202 bis zu 10% der Rahmen oder Nutzlasten leistungsausblenden. Solche Abschätzungen können zum Satelliten hochgeschickt oder an Bord erzeugt werden.
Als ein weiteres Beispiel kann die Planungseinheit 202 bestimmen, wann eine Leistungsausblendung zu aktivieren ist, und zwar auf der Grundlage eines aktuellen Bodenzellensprungorts des abwärtsgerichteten Strahls. Daher kann die Planungseinheit 202 das zweite Nutzlastsignal 426 aktivieren, falls die Bandbreitenanforderungen der aktuellen Bodenzelle allein durch das erste Nutzlastsignal 420 erfüllt werden. Als noch ein weiteres Beispiel kann die Planungseinheit auf der Grundlage von Datenwarteschlangen feistungsausblenden, die in der Weiterleitungseinheit bzw. dem Router 204 vorhanden sind. Beispielsweise kann eine Datenwarteschlange, aus der ATM-Zellen extrahiert werden, um das zweite Nutzlastsignal 426 zu füllen, beständig zu wenige Zellen aufweisen, um das zweite Nutzlastsignal 426 vollständig aufzufüllen. Als Antwort darauf kann die Planungseinheit 202 das zweite Nutzlastsignal 426 periodisch leistungsausblenden, um die Datenwarteschlange durchschnittlich ungefähr auf einem vorausgewählten Auslastungsgrad zu halten. Zusätzlich kann ein gesamter Rahmen leistungsausgeblendet werden, wenn zu wenige Zellen vorhanden sind, um eine oder mehrere Nutzlasten in dem Rahmen zu füllen. Alternativ mag in einem solchen Fall nur eine ausgewählte Nutzlast leistungsausgeblendet werden, um einen ausgewählten minimalen Durchsatz aufrechtzuerhalten.
Nun zu 5 kommend, zeigt diese Figur ein Flussdiagramm 500 der betrieblichen Schritte bzw. Ablaufschritte, die vor und nach einem Leistungsausblenden auftreten. Die Ablaufschritte umfassen ein Springen 502 eines abwärtsgerichteten Strahls zwischen mindestens zwei erdgebundenen Zellen. Bei Schritt 504 werden die Warteschlangenstatistiken und Verkehrsstatistiken überwacht, und man erhält statistische Multiplexabschätzungen der Abwärtsausnutzung. Bei Schritt 506 wird ein Leistungsausblenden aktiviert, beruhend auf – als Beispiele – Sprungsstrahlorten, Leistungseinsparzielen, Warteschlangenstatistiken und Verkehrsstatistiken, und dergleichen.
Weiter bei Schritt 508 können ein oder mehrere Kopfabschnittsignale, Nutzlastsignale und Flush-Signale leistungsausgeblendet werden. Daher wird, bei Schritt 510, ein Rahmensignal ausgesandt, in welchem mindestens ein Kopfabschnittsignal, Nutzlastsignal oder Flush-Signal im wesentlichen keine Energie im Abwärtsstrahl aufweisen mag.
Daher stellt die vorliegende Erfindung ein wählbares Leistungsausblenden von Rahmensignalen in einem strahlgesprungenen Mehrfachnutzlast-Abwärtsrahmen bereit.
Das Leistungsausblenden kann auf viele unterschiedliche Kriterien reagieren, einschließlich Leistungs- bzw. Stromsparzielen, Warteschlangenstatistiken und Verkehrsstatistiken, statistische Multiplexabschätzungen und einen Bodenstrahl-Sprungort. Es ergibt sich eine effizientere Nutzung der Abwärtsverbindung, der Satellitenleistung und der Satellitenverarbeitungsressourcen.
Während die Erfindung mit Bezug auf die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, wird es dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Äquivalente ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich könne viele Modifikationen angebracht werden, um einen bestimmten Schritt, Struktur oder Material an die Erfindung anzupassen, ohne von der Lehre der Erfindung abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die Erfindung nicht durch die bestimmte offenbarte Ausführungsform beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die in den Umfang der angehängten Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Leistungsausblenden eines Abwärtsstrahl-Rahmensignals (402), wobei das Verfahren aufweist: Senden, um einen einzelnen Rahmen zu bilden, mindestens eines ersten Kopfabschnittsignals (418), eines ersten Nutzlastsignals (420), eines zweiten Kopfabschnittsignals (424) und eines zweiten Nutzlastsignals (426); wenn ein Leistungsausblendesignal aktiv ist, Abziehen einer Funkfrequenzleistung von dem kombinierten ersten Kopfabschnittsignal (418) und ersten Nutzlastsignal (420) und/oder von dem kombinierten zweiten Kopfabschnittsignal (424) und zweiten Nutzlastsignal (426), wodurch der Gleichstromleistungsverbrauch verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Springen des Abwärtsstrahl-Rahmensignals (402) zwischen mindestens zwei Bodenzellen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend den Schritt des Aktivierens des Leistungsausblendesignals auf der Grundlage der Bodenzelle, auf welche das Abwärtsstrahl-Rahmensignal (402) gerade gesprungen ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schritt des Aktivierens des Leistungsausblendesignals auf der Grundlage einer statistischen Multiplexabschätzung der Abwärtsrahmenausnutzung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend den Schritt des Aktivierens des Leistungsausblendesignals, um zumindest durchschnittlich eine Datenwarteschlage ungefähr auf einem vorausgewählten Auslastungsgrad zu halten.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend den Schnitt des Sendens eines ersten Flush-Signals (422) und eines zweiten Flush-Signals (428), und wobei ein Abziehen der Leistung ein Abziehen der Leistung von dem kombinierten ersten Kopfabschnittsignal (418), ersten Nutzlastsignal (420) und/oder ersten Flush-Signal (428) umfasst, und von dem kombinierten zweiten Kopfabschnittsignal (424), zweiten Nutzlastsignal (426) und zweiten Flush-Signal (428).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abziehen der Leistung ein Abziehen der Leistung vom ersten Kopfabschnittsignal (418), dem ersten Nutzlastsignal (420), dem zweiten Kopfabschnittsignal (424) und dem zweiten Nutzlastsignal (426) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Abziehen der Leistung ein Abziehen der Leistung vom ersten Kopfabschnittsignal (418), dem ersten Nutzlastsignal (420) und dem zweiten Nutzlastsignal (426) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Senden ein Senden, um einen einzelnen Rahmen zu bilden, eines ersten Kopfabschnittsignals (418), eines ersten Nutzlastsignals (420), eines zweiten Kopfabschnittsignals (424), eines zweiten Nutzlastsignals (426) mindestens eines zusätzlichen Kopfabschnittsignals und mindestens eines zusätzlichen Nutzlastsignals umfasst; wenn ein Leistungsausblendesignal aktiv ist, Abziehen einer Funkfrequenzleistung von dem kombinierten ersten Kopfabschnittsignal (418) und ersten Nutzlastsignal (420) und/oder von dem kombinierten zweiten Kopfabschnittsignal (424) und zweiten Nutzlastsignal (426) und/oder von dem kombinierten zusätzlichen Kopfabschnittsignal und zusätzlichen Nutzlastsignal.
Leistungsausblendemodul (200) zum Leistungsausblenden eines Abwärtsstrahl-Rahmensignals (402), wobei das Leistungsausblendemodul(200) aufweist: einen Leistungsverstärker (201) zum Verstärken von Senderahmensignalen (402) einschließlich mindestens eines ersten Kopfabschnittsignals (418), eines ersten Nutzlastsignals (420), eines zweiten Kopfabschnittsignals (424) und eines zweiten Nutzlastsignals (426); eine Leistungsausblendeschaltung (300), die mit dem Leistungsverstärker (201) gekoppelt ist, wobei die Leistungsausblendeschaltung (300) einen Leistungsausblendeeingang (316) umfasst und auf ein Leistungsausblendesignal reagiert, um Leistung von dem kombinierten ersten Kopfabschnittsignal (418) und ersten Nutzlastsignal (420) und/oder von dem kombinierten zweiten Kopfabschnittsignal (424) und zweiten Nutzlastsignal (426) vor einer Verstärkung durch den Leistungsverstärker (201) abzuziehen.
Leistungsausblendemodul (200) nach Anspruch 10, wobei die Leistungsausblendeschaltung (300) einen digitalen Modulator (206) mit einem Leistungssteuereingang (318), der mit dem Leistungsausblendeeingang (316) verbunden ist, und einen Bandpassfilter (312) mit einem vorbestimmten Durchlassband umfasst, der mit einem Modulator (206)-Ausgang des digitalen Modulators (206) gekoppelt ist.
Leistungsausblendemodul (200) nach Anspruch 11, wobei der digitale Modulator (206) ein moduliertes Signal mit einem Frequenzgehalt ausserhalb des Durchlassbands als Antwort auf das Leistungsausblendesignal ausgibt.
Leistungsausblendemodul (200) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der digitale Modulator (206) ein QPSK-Modulator (206) ist und ferner ein Inphase-Steuerelement (302) und ein Quadratur-Steuerelement (304) aufweist, die mit dem QPSK-Modulator (206) gekoppelt sind.
Leistungsausblendemodul (200) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Leistungsausblendesignal während des ersten Kopfabschnittsignals (418), des ersten Nutzlastsignals (420), des zweiten Kopfabschnittsignals (424) und des zweiten Nutzlastsignals (42b) aktiv ist.
Leistungsausblendemodul (200) nach Anspruch 10, wobei das Leistungsausblendesignal während des ersten Nutrlastsignals (420), des zweiten Kopfabschnittsignals (424) und des zweiten Nutzlastsignals (426) aktiv ist.
Leistungsausblendemodul (200) nach Anspruch 10, wobei das Leistungsausblendesignal während des ersten Kapfabschnittsignals (418), des ersten Nutzlastsignals (420) und des zweiten Nutzlastsignals (426) aktiv ist.
Leistungsausblendemodul (200) nach einem der Ansprüche 10 bis 16, aufweisend: einen Schalter, der mit dem Leistungsverstärker (201) gekoppelt ist, wobei der Schalter einen Speisungspfadauswahlanschluss umfasst; einen ersten Speisungspfad (112), der mit dem Schalter gekoppelt und durch einen ersten Sprungort gekennzeichnet ist; und einen zweiten Speisungspfad (114), der mit dem Schalter gekoppelt und durch einen zweiten Sprungort gekennzeichnet ist.
Leistungsausgeblendetes Rahmensignal (402), aufweisend: einen einzelnen Rahmen, der mindestens ein erstes Kopfabschnittsignal (418), ein erstes Nutzlastsignal (420), ein zweites Kopfabschnittsignal (424) und ein zweites Nutzlastsignal (426) aufweist; wobei mindestens ein kombiniertes erstes Kopfabschnittsignal (418) und erstes Nutzlastsignal (420) und/oder ein kombiniertes zweites Kopfabschnittsignal (424) und zweites Nutzlastsignal (426) leistungsausgeblendet werden.
Leistungsausgeblendetes Rahmensignal (402) nach Anspruch 18, wobei der einzelne Rahmen ferner mindestens eine zusätzliches Kopfabschnittsignal und mindestens ein zusätzliches Nutzlastsignal umfasst; wobei das kombinierte erste Kopfabschnittsignal (418) und erste Nutzlastsignal (420) und/oder das kombinierte zweite Kopfabschnittsignal (424) und zweite Nutzlastsignal (426) und/oder das kombinierte zusätzliche Kopfabschnittsignal und zusätzliche Nutzlastsignal leistungsausgeblendet werden.
Leistungsausgeblendetes Rahmensignal (402) nach Anspruch 18 oder 19, wobei das erste Kopfabschnittsignal (418), das erste Nutzlastsignal (420), das zweite Kopfabschnittsignal (424) und das zweite Nutzlastsignal (426) leistungsausgeblendet werden.