DE1956867B2 - System zur regelung der aussendezeit von stationen, die miteinander ueber einen satelliten in verbindung stehen - Google Patents

Description

Ein System mit Vielfachzugriff im Zeitmultiplex (Time Division Multiple Access = TDMA) erlaubt die Funkverbindung einer Vielzahl von Bodenstationen über einen Satelliten. Im einfachsten Fall ist der Satellit Relaisstation für mehrere, festgeschaltete Punkt-zuPunkt-Verbindungen. Durch entsprechenden Mehraufwand wird die Vermitttlung der Punkt-zu-Punkt-Verbindung oder auch kanalweise Vermittlung möglich.

Als Modulationsverfahren wird beispielsweise PCM verwendet. Die PCM-lmpulse der einzelnen Stationen werden in Bündeln zum Satelliten gesandt. Die Absendezeitpunkte der einzelnen Bündel werden so gewählt, daß diese im Satelliten ohne Überschneidung zeitlich hintereinander ankommen.

Bei einem asynchron arbeitenden TDMA-System werden die PCM-Impulsrahmen dabei in jeder Bodenstation komprimiert. Dann werden noch zusätzliche Steuerimpulse eingebllendet: Zunächst eine Folge von Synchronisierbits zur Träger- und Bitsynchronisation des Bündels (die Synchronisation muß für jedes Bündel getrennt erfolgen, da Laufzeitschwankungen die Phasenlage des Bündels beeinflussen können und da die einzelnen Bodenstationen untereinander nicht synchronisiert sind). Dann ein Kennwort zur genauen S Kennzeichnung des Bündelanfangs. zur Kennzeichnung der Absendestation und eventuell zur Übertragung von Vermittlungsinformationen.

Ferner ist zwischen den Bündeln ein Sicherheitsabstand einzubauen, der eine Überschneidung der Bündel ίο verhindert. Die einzelnen Kanäle sind dabei in bekannter Weise zu einem Gesamtrahmen zusammengefaßt.

Die Aufteilung des Gesamtrahmens unter die teilnehmenden Stationen soll möglichst verkehrsgerecht erfolgen. Eine verkehrsgerechte Aufteilung ist jedoch nur dann möglich, wenn sie von einer Leitstation in regelmäßigen Abständen neu bestimmt und allen anderen Stationen laufend mitgeteilt wird. Aber auch, wenn man nur das Regelproblem bei der Rahmenauftei-

M lung betrachtet, erweist sich die Leitstation als vorteilhaft- der Regelablauf kann viel straffer organisiert und in jeder Station kontrolliert werden und es können an keiner Stelle Regelschwingungen auftreten. Der Grundgedanke dieser Regelung ist folgender:

Die Leitstation ermittelt aufgrund von empfangenen systeminternen Informationen (z. B. in den Zeichenkanälen) und aufgrund von externen informationen über die Belegung des übrigen Netzes nach vorgegebenen Spielregeln eine optimale Verteilung. Bei dieser Verteilung wird der gesamte Rahmen ohne Rest aufgeteilt. Nehmen nicht alle Bündel am Verkehr teil, dann wird der Rahmen unter den teilnehmenden Stationen ebenfalls ohne Rest aufgeteilt. Die Reihenfolge der einzelnen Bündel im Gesamtrahmen bleibt während des gesamten Betriebs unverändert. Die Leitstation muß von Zeit zu Zeit an der Stelle einer fehlenden Station Platz für deren erstmaligen Zugriff schaffen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Regelung der Aussendezeit von Impulsbündeln in einem Gesamtrahmen von einer von mehreren Stationen, die miteinander über einen Satelliten mittels Vielfachzugriff im Zeitmultiplex in Verbindung stehen, zu schaffen, mit dem in einfacher Weise eine Regelung der Aussendezeiten erfolgen kann. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Leitstation die Zeitlage jeder Station im Gesamtrahmen bestimmt und den Stationen, die diese Werte speichern, mitteilt, daß jede Station mit Beginn eines jeden empfangenen Gesamtrahmens eine Zeitmeßanordnung startet, deren augenblicklicher Stand beim Beginn eines neuen Impulsbündels mit der vorgegebenen Zeitlage verglichen wird, daß bei einer Differenz zwischen vorgegebener und gemessener Zeitlage beim eigenen Impulsbündel ein Regelkriterium für die nächste Aussendung abgeleitet und gleichzeitig der Differenzwert als Änderungswert gespeichert wird und daß bei folgenden Vergleichen, bei denen sich eine Differenz ergibt, die dem Änderungswert entspricht, die Abgabe eines Regelknteriums unterdrückt wird, bis die durch die doppelte Laufzeit zum Satelliten auftretende Verzögerung abgelaufen ist.

Eine Weiterbildung besteht darin, daß bei einer von der Leitstation vorgegebenen Änderung der Aussende-

zeit zusätzlich zu dieser Zeit der Änderungswert übertragen und gespeichert wird und daß der festgestellte Differenzwert mit dem Änderungswert verglichen wird und daß beim Auftreten einer mit Hem

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Anderungsweri üDereinstimmenden Differenz die Aussendung einer Störungsanzeige verhindert wird.

Es ergibt sich dadurch der Vorteil, daß die Aussendezeiten für die einzelnen Bündel nach Wunsch verschoben werden können.

Die Erfindung wird nun anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschaltbild des liegelsystems und

Fig.2 verschiedene Signale, die im Regelsystem auftreten.

In der Zeichnung sind nur die Elemente dargestellt, die zum Verständnis der Erfindung notwendig sind.

Die empfangene Information Inf wird für die Regelzwecke an ein Schieberegister SR angelegt. Wenn in dem Abschnitt SRB des Schieberegisters ein Startcode fü ■ ein Impulsbündel (burst) einer beliebigen Station eingespeichert ist, wird der Startcode durch den daran angeschlossenen Korrelationsempfänger KE ausgewertet, der dann einen Impuls a (F i g. 2) abgibt.

Durch den Impuls a wird die Übertragung der dann in dem Abschnitt SRA des Schieberegisters enthaltenen Absenderadresse zu einem Adressenspeicher ASP gesteuert. Während dieser Übertragung wird gleichzeitig geprüft, ob es sich um die eigene Adresse (Auswerteeinrichtung AAE) oder um die Adresse der Leitstation {Auswerteinrichtung AAL) handelt. Beim Feststellen dieser Adressen werden dann Impulse cbzw. b abgeleitet. Durch den Takt b (empfangener Takt von der l.eitstation) wird der empfangsseitige Takterzeuger TE synchronisiert, der einen Kanaltakt «/erzeugt. Durch einen Vergleicher V wird dann der sendeseitige Takterzeuger 75 so geregelt, daß die Phasendifferenz zwischen einem Impuls e und dem nächstliegenden Impuls c/des Kanaltaktes zu Null wird.

Von den Impulsen a wird auch noch ein Takterzeuger für den Dienstkanal D/C7~gesteuert.

In der Leitstation wird laufend die Verteilung der Stationen im Gesamtrahmen überprüft. Innerhalb eines Gesamtrahmens überträgt die Leitstaticr als erste ihr Impulsbündel. Die daraus abgeleiteten impulse b kennzeichnen also jeweils den Anfang eines Gesamtrahmens. Die Aussendezeiten für die Impulsbündel der einzelnen Stationen und die Aussendedauer werden in Vielfachen des Kanaltaktes vom Beginn eines Gesamtrahmens an festgelegt. Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Beispiel sendet die Leitstation vom Kanal I an für die Dauer von 10 Kanälen, die nächste Station beginnt ihr Impulsbündel mit Kanal Il und sendet für die Dauer von 8 Kanälen, usw.

Von der Leitstation werden laufend die Stationsadressen mit den jeweils zugehörigen Aussendezeiten und Impulsbündellängen zu den Stationen über den Dienstkanal übertragen, zusätzlich werden auch noch Informationen über die letzten Änderungen übertragen. Diese Daten werden dann in den Stationen im Dienstkanalempfänger DKE, der durch den vom Dienstkanal-Takterzeuger DKT abgegebenen Takt gesteuert wird, aufgenommen und zum Rahmenaufteilungsspeicher /?SPübertragen und dort gespeichert. Die für die Einspeicherung notwendigen Maßnahmen werden als bekannt vorausgesetzt.

Für die Steuerung und Regelung des Ablaufs benötigt man prinzipiell nur die Informationen für die eigene Station, die in der Zeile für die eigene Adresse EA enthalten sind. Der restliche Speicherinhalt dient lediglich Kontrollzwecken. Jede Speicherzeile enthält foleende Abschnitte: Adresse Adr. letzte Differenz des Beginns DB, Beginn der Aussendezeit 3, letzte Differenz der Länge DL und Länge des Impulsbündeis L

Der empfangsseitige Kanaltakt d schaltet den empfangsseitigen Kanalzähler ZE, der immer durch die Korrelationsspitze der Leitstation (Takt b) auf 0 gestellt wird. Der Zähler zählt im Normalfall, z. B. au.' 520. Bei jedem Beginn eines Impulsbündels (Takt a) wird der momentane Zählerstand in den Zählerstandspeicher ZSP übernommen und im Differenzbilder Diff mit dem im Rahmenaufteilungsspeicher RSP eingespeicherten zugehörigen Beginn der Aussendezeit verglichen. Die zugehörige Adresse wird gleichzeitig in den Speicher für die Absenderadressen ASP übernommen und dieser steuert den Rahmenaufteilungsspeicher RSP so. daß jeweils die richtige Zeile gelesen wird. Für die Differenzbildung und das Lesen steht jeweils die gesamte Bündellänge zur Verfügung. Im Normalbetrieb zeigt der Differenzbilder die Differenz 0 und das Lesen geschieht in vorgegebener Reihenfolge Zeile für Zeile.

Der sendeseitige Kanalzähler ZS zählt im Normalbetrieb ebenfalls auf 520. Der Aussendezeitpunkt des eigenen Impulsbündels und der Einschaltzeitpunkt des Trägers werden z. B. durch den Zählerstand »0« bestimmt. Die Sollänge des eigenen Impulsbündels wrd dem sei.deseitigen Zähler ZS vom Abschnitt / des Rahmenaufteilungsspeichers RSP zum rechtzeitigen Abschalten des Trägers mitgeteilt. Der sendeseitige Kanalzähler ZSüberträgt dann entsprechende Informationen zum Sendespeicher SSp.

Zeigt der Differenzbilder Diff eine positive oder negative Differenz zwischen der Stellung des Zählerstandsspeichers ZSP und der im Speicherabschnitt flin der Zeile der gerade sendenden Station gespeicherten Information, so wird, falls es sich um das eigene empfangene Impulsbündel h.indelt. der sendeseitige Kanalzähler ZS um diese Differenz (in ganzen Vielfachen von Kanälen) nachgestellt. Der Speicher für die Absenderadressen dient im Normalbetrieb lediglich zur Kontrolle, da die Reihenfolge der Impulsbündel bekannt ist und unverändert bleibt. Nur wenn eine Station momentan nicht im Betrieb ist, verursacht er das Überspringen der zugehörigen Zeile im Rahmenaufteilungsspeicher.

Handelt es sich jedoch um das Inipulsbundel einer anderen Station, so wird die festgestellte Differenz zusammen mit der Adresse Adr aus dem Rahmenaufteilungsspeicher RSP zu einer Einrichtung zur Erzeugung von Warnsignalen WS übertragen, von dtr eine entsprechende Information über den Signalkanal SK übertragen wird.

Nach einer erfolgten Verschiebung registriert der Differenzbilder Diff noch so lange die Verschiebegröße, bis das erste verschobene Impulsbündel nach der Signallaufzeit (doppelte Laufzeit zum Satelliten) wieder im Empfänger ankommt. Dann erscheint am Ausgang des Differenzbilders wieder die Differenz Null. Während dieser Zeit darf nach einer erfolgten Verschiebung der Aussendezeit nicht nochmals verschoben werden. Deshalb wird das Nachstellsignal vom Differenzbilder Diff über einen Kontrollspeicher KSp an den sendeseitigen Kanalzähler ZS angelegt. In diesem Kontrollspeicher wird sichergestellt, daß nach einer Verschiebung der Aussendezeit gleiche Differenzen während der doppelten Laufzeit zum Satelliten nicht mehr zum sendeseitigen Kanalzähler ZS übertragen werden. Der Kontrollspeicher führt weiterhin eine Art Mehrheitsentscheid durch, so daß sich nicht iede gebildete Differenz

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sofort auf den Kanalzähler auswirken kann.

Mit der oben beschriebenen Nachstellung des sendeseitigen Kanalzählers ZS kann die gesamte Regelung der Aussendezeiten für die Impulsbündel in ganzen Vielfachen von Kanälen durchgeführt werden: Sobald eine neue Verteilung in den Rahmenaufteilungsspeicher RSP eingeschrieben ist, entsteht im Differenzbilder Diff eine Differenz. Der sendeseitige Kanalzähler ZS wird dann um diese Differenz nachgestellt und damit wird der Aussendezeitpunkt des eigenen Bündels in einem Schritt um die gewünschte Kanalzahl verschoben. Die Taktableitung für den sendeseitigen Kanaltakt TS wird dadurch nicht verändert, denn die Phasendifferenz zwischen der Korrelaticnsspitze der eigenen Adresse c und dem nächstliegenden Impuls des empfangsseitigen Kanaltakts d bleibt bei Verschiebungen um ganze Kanalbreiten konstant.

Zur Überwachung der Arbeitsweise der Station wird bei einer vom Differenzbilder Diff festgestellten Differenz dieser Wert mit dem im Abschnitt Differenz des Bündelanfangs DB des Rahmenaufteilungsspeichers RSP gespeicherten Wert in einer Störungsanzeige ST verglichen. Stimmen beide Werte überein, so handelt es sich um eine von der Leitstation gesteuerte Änderung. Stimmen die Werte jedoch nicht überein, so kann man auf einen Regelfehler schließen. Eine entsprechende Information wird dann in geeigneter Weise weitergemeldet.

Das beschriebene Regelsystem erlaubt nicht nur die Kontrolle der eigenen Station, sondern kann in gleicher Weise jede teilnehmende Station kontrollieren: Der Ausgang des Differenzbilders Diff zeigt im Normalbetrieb entweder »0<< oder den Stand der letzten Änderung Döim Rahmenaufteilungsspeicher RSP. Eine Abweichung von diesem Normalbetrieb läßt auf einen Regelfehler in der betreffenden Station schließen. Die Abweichung wird im Signalkanal SK als Warnsignal an die betreffende Station übertragen; ein Mehrheitsentscheid kann zum Ausscheiden dieser Station führen.

Wird eine Absenderadresse nicht empfangen, dann führt das zum Überspringen der entsprechenden Zeile im Rahmenaufteilungsspeicher und es wird keine Differenzbildung vorgenommen. Ein derartiger Sprung kann verschiedene Ursachen haben: nimmt die zugehörige Station momentan am Verkehr nicht teil, dann ist für sie in dem Abschnitt Länge L eine »0« vermerkt. In diesem Fall wird der Sprung akzeptiert. Ist in der übersprungenen Zeile jedoch eine endliche Bündellänge vermerkt, dann läßt der Sprung auf »Störung« schließen. Auch in diesen Störungsfällen werden an die betroffenen Stationen Warnsignale gesandt, die dann entsprechende Schritte in die Wege leiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

1. i9 56 867

   Patentansprüche:

   I. System zur Regelung der Aussendezeit von lmpulsbflndeln in einem Gesamtrahmen von einer von mehreren Stationen, die miteinander über einen Satelliten mittels Vielfachzugriff im Zeitmultiplex in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitsiation die Zeitlage jeder Station im Gesamtrahmen bestimmt und den Stationen, die diese Werte speichern, mitteilt, daß jede Station mit Beginn eines jeden empfangenen Gesamtrahmens (b) eine Zeitmeßanordnung (ZE) startet, deren augenblicklicher Stand beim Beginn eines neuen Impulsbündels (a) mit der vorgegebenen Zeitlage (B) verglichen wird, daß bei einer Differenz zwischen vorgegebener und gemessener Zeitlage beim eigenen Impulsbündei ein Regelkriteriem für die nächste Aussendung abgeleitet und gleichzeitig der Differenzwert als Änderungswert gespeichert wird und daß bei folgenden Vergleichea bei denen sich eine Differenz ergibt, die dem Änderungswert entspricht, die Abgabe eines Regelkiiteriums unterdrückt wird, bis die durch die doppelte Laufzeit zum Satelliten auftretende Verzögerung abgelaufen ist.
2. 2. System nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß bei einer von der Leitstation vorgegebenen Änderung der Aussendezeit zusätzlich zu dieser Zeit der Ändcungswert übertragen und gespeichert wird und daß der festgestellte Differenzwert mit dem Änderungswert (DB) verglichen wird und daß beim Auftreten einer mit dem Änderungswert übereinstimmenden Differenz die Aussendung einer Störungsanzeige verhindert wird.
3. 3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Festlegung der Aussendezeit und die Zeitmessung in Vielfachen eines im System vorhandenen Kanaltaktes erfolgt.
4. 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten einer Diferenz für eine andere Station dieser Wert mit der zugehörigen Adresse zusammengefaßt wird und ein entsprechendes Signal über einen Signalkanal zu anderen Stationen übertragen wird.