DE2916602C3 - Räumliches Diversity-System für die TDMA-Nachrichtenübertragung - Google Patents
Räumliches Diversity-System für die TDMA-NachrichtenübertragungInfo
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Description
55
Die Erfindung betrifft ein räumliches Diversity-System für ein einen Übertragungssatelliten verwendendes
TDMA-Nachrichtenübertragungssystem. Unter einem räumlichen Diversity-System soll dabei ein
System verstanden werden, das aus einem Übertra- fao gungssatelliten und zwei räumlich voneinander getrennten
Sendestationen besteht, wobei von jeder Sendestation ein Sendeweg zum Satelliten führt und jeweils über
denjenigen der beiden Sendewege gesendet wird, welcher im gegebenen Augenblick eine hessere
Übertragungsqualität gewährleistet.
Neuerdings werden für die Nachrichtenübertragung über Satelliten Frequenzbänder über zehn GHz
verwendet. Bei derart hohen Frequenzen treten jedoch durch Regen oder dergleichen beträchtliche Schwächungen
auf, was es sehr schwierig macht, eine zufriedenstellende Übertragungsqualität auch bei Regen
zu gewährleisten. Um diese Schwierigkeiten infolge Regenabschwächungen zu vermeiden, werden räumliche
Diversity-Systeme verwendet, d. h., es wird die Tatsache ausgenutzt, daß der Regen meist nur in einem
lokal begrenzten Gebiet auftritt. Wenn beispielsweise in einem vergleichsweise engen Gebiet ein schwerer
Regen auftritt, dann kann durch den Diversity-Effekt trotzdem ein ausgezeichneter Empfang erwartet werden,
wenn die beiden Sendestationen des räumlichen Diversity-Systems mehr als 10 km voneinander entfernt
sind.
Bei der Anwendung derartiger Diversity-Systeme in der Praxis ist jedoch die Entfernung zwischen den
beiden Sendestationen so groß, daß eine Differenz in der Weglänge zwischen den durch die beiden
Antennenstationen hindurchgehenden Signalwegen auftritt, wobei diese Differenz aus einer festen
Weglängendifferenz und einer sich sehr langsam verändernden Weglängendifferenz infolge der Bewegungen
des Übertragungssatelliten (verursacht durch den Neigungswinkel der Umlaufbahn des Satelliten und
durch dessen Drift) zusammensetzt. Selbst wenn die Signale des Diversity-Systems lediglich umgeschaltet
oder kombiniert werden, kann es infolge der Weglängendifferenz zu Signalausfällen und Signalüberlappungen
kommen. Insbesondere bei einem PCM-TDMA-Übermittlungssystem ist es notwendig, daß das Burstsignal
jeder Station in einer vorgegebenen Zeitlücke eines Signalrahmens gesendet wird, um so eine
Burst-Synchronisation zu erhalten. Bei einem Diversity-System sind deshalb sendeseitige Burst-Synchronisationseinrichtungen
von großer Bedeutung.
Bezüglich der sendeseitigen Burst-Synchronisationseinrichtungen sind in den japanischen Patentanmeldungen
13 976/72, 33 642/72 und 1 47 602/74 schon ausführliche Untersuchungen angestellt worden.
Bei der erstgenannten älteren Anmeldung werden
einzelne Sendeburstsignale alle η (η = \, 2, 3 )
Signalrahmen abwechselnd von beiden Sendestationen ausgesendet, wodurch im ganzen gesehen eine Burst-Synchronisation
erzielt wird als ob alle Burstsignale von ein und derselben Station ausgesendet worden wären.
Wenn die Übertragungsqualität des Sendeweges einer der Sendestationen durch Regen verschlechtert wird,
dann erfolgt eine Diversity-Umsetzung zur Verbesserung der I Ibertragungsqualität, indem sofort alle
Burstsignale von der anderen Sendestation nur dann ausgesendet werden, wenn die Regenschwächung des
anderen Sendewegs klein und die Signalqualität gut ist.
Bei der zweitgenannten älteren Anmeldung wird davon ausgegangen, daß die Sendeweglänge und die
Empfangsweglänge von den entsprechenden Antennenstationen zum Satelliten im wesentlichen dieselben, von
den Satellitenbewegungen herrührenden Schwankungen aufweisen. Es wird deshalb die Differenz zwischen
beiden Empfangsweglängen festgestellt, und zwar unter Verwendung von durch beide Antennenstationen
empfangene Signale. Auf der Basis der festgestellten Weglängendifferenz wird dann eine Differenz zwischen
den beiden Sendeweglängen abgeleitet. Bei der Wegumschaltung für den Diversity-Betrieb wird der
Sendetakt des Sende-Burstsignals unter Verwendung ■s abgeleiteten Differenzbetrags festgelegt.
Die drittgenannte älteie Anmeldung geht davon aus,
daß beide Empfangswege zum Zeitpunkt der Diversity-Signalumschaltung
gleich sein sollen. Es wird die Differenz zwischen den beiden Empfangsweglängen aus
den beiden empfangenen Signalen festgestellt, in die beiden Sendewege digitale veränderliche Sirhaltkreise
eingesetzt und in den beiden Empfangswegen bzw. in einem Empfangsweg und einen Sendeweg Riegelungen
vorgenommen, und zwar unter Verwendung der festgestellten Weglängendifferenz, mit dem Ziel, die
Weglängen gleichzusetzen und dann den Diversity-Betrieb durchzuführen.
Im Fall der erstgenannten älteren Patentanmeldung ist es notwendig, den Burst-Synchronisationsiakt durch
geeigente Mittel dann zu erzeugen, wenn das System von einem Diversity-Betrieb in einen Nicht-Diversity-Betrieb
umgeschaltet wird. Außerdem ist ein Burstsignalkreis für jede Antennenstation erforderlich, was es
schwierig macht, ein tatsächlich wirksames Diversity-System zu erhalten.
Die Vorschläge nach der zweitgenannter und der drittgenannten älteren Anmeldung sind vom Prinzip her
ausgezeichnet, vor dem Start des Betriebs des Systems jedoch ist es notwendig, die Weglängendifferenz
zwischen dem Sendeweg und dem Empfangsweg durch jede Antennenstation exakt zu messen. In der Praxis
jedoch kann diese Weglängendifferenz sich mit der Zeit ändern, und zwar infolge Temperaturänderungen und
dergleichen; in einem solchen Fall ist es dann nicht möglich, eine exakte Burst-Synchronisation zu erhalten.
Um dann während des Diversity-Betriebs die Burstsynchronisation aufrechtzuerhalten ist es auf jeden Fall
erforderlich, daß die Längen der durch die beiden Antennenstationen hindurchgehenden Wege elektrisch
gleich sind.
Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung eines räumlichen Diversity-Systems für die TDMA-Nachrichtenübermittlung,
welches den Ausgleich der Weglängen der Sendewege durch zwei Antennenstationen erleichtert.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung davon aus, daß die elektrischen Weglängen der beiden
Sendewege beim Erstzugriff gleichgemacht werden und daß die elektrischen Weglängen beider Wege zu jedem
Zeitpunkt während des Betriebs gleich gehalten werden, wodurch die Sende-Burstsynchronisation auch bei mit
dem Diversity-Betrieb verbundenen Wegumschaltungen leicht aufrechterhalten werden.
Die Lösung der Aufgabe ist in den Patentansprüchen gekennzeichnet.
Die Zeichnungen zeigen
K i g. 1 das Schema eines Raum-Diversity-Systems
eines Shtelliten-Nachrichtenübertragungssystems. auf
welches die Erfindung anwendbar ist,
F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Erfindung, «
Fig. 3 Diagramme eines Beispiels eines TDMA-Burstsignals,
das bei der Erfindung anwendbar ist,
F i g. 4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Erfindung und
F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Steuerkreises zur ho
Anwendung bei der Erfindung.
Fig. 1 zeigt ein TDMA-Raum-Diversity-System eines Satelliten-Nachrichtenübertragungssystems, bei
welchem die Erfindung anwendbar ist. Dabei ist mit 20 ein Satellit bezeichnet, mit 21 eine Antennenstation B,
mit 22 eine Antennenstation A, mit 23 ein Diversity-Steuerkreis, mit 24 eine Verbindungsleitung, mit 25 eine
TDMA-Anschlußstation und mit 26 eine Signalleitung.
Der Weg B ist der Weg von der Diversity-Steuereinheit 23 zum Satelliten 20 über die Verbindungsleitüng 24 und
die Antennenstation B, während der Weg A der Weg von der Diversity-Steuereinheit 23 zum Satelliten 20
über die Antennenstation A bezeichnet.
F i g. 2 zeigt eine Ausführungsform des Schaltkreises nach der Erfindung. Dabei ist mit 1 die Antenne der
Antennenstation A bezeichnet, mit 2 ein Übertrager, mit 3 ein Empfänger, mit 4 und 5 feste digitale
Verzögerungskreise, mit 6 ein Steuerkreis zum Steuern der Weglänge, mit 7 eine Schaltwalze zur Durchführung
des Diversity-Betriebs, mit 8 eine TDMA-Einheit, mit 9 und 10 veränderliche Verzögerungskreise zum Steuern
der Weglänge des Weges B, mit 23 der Diversity-Steuerkreis 23 von Fig. 1, mit 26-1 eine Haupt-Signalleitung,
mit 26-2 eine Sub-Burst-Sendeleitung, mit 26-3 eine Burstposition-Informationsleitung, mit 27a und 27 d
eine Sende-Hauptleitung bzw. eine Empfangs-Hauptleitung, jeweils verbunden mit der Antenne 1 der
Antennenstation A. und mit 24a, 246 und 24c eine Sende-Hauptleitung und eine Empfangs-Hauptleitung
der Verbindungsleitung 24 sowie eine Schaltsignalleitung. Der Steuerkreis 6 gibt ein Wegeschaltsignal über
die Signalleitung 28 auf die .Schaltweiche 7. Gemäß Fig. 2 wird ein von der TDMA-Einheit stammendes
Sende-Burstsignal über die Antenne 1 dem Satelliten 20 über einen Weg (beim dargestellten Beispiel handelt es
sich um den Weg A) zugeführt, der durch den Diversity-Schalter 7 ausgewählt wird, wobei sich in dem
Weg der Verzögerungskreis 4 und der Übertrager 2 der Antennenstation A befinden. Das von der Antenne 1
empfangene Burstsignal wird durch den Empfänger 3 in ein PCM-Basisband-Signal demoduliert und dann der
TDMA-Einheit 8 über den festen Verzögerungskreis 5 und den Diversity-Schalter 7 zugeführt. Die festen
Verzögerungskreise 4 und 5 dienen zum Ausgleich fester Weglängendifferenzen zwischen den Wegen A
und B, wobei ihre jeweilige Verzögerungszeit vorab bei der Erstellung des Systems errechnet worden sind. Bei
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Wegiänge des Weges A — ausschließlich der Verbindimgsleitung
24 — kürzer als der Weg ß. Die veränderlichen Verzögerungskreise 9 und 10 dienen zum Ausgleich der
Schwankungen der Weglängendifferenzen zwischen den beiden Wegen A und B. die sich durch Bewegungen
des Satelliten 20 und Weglängenschwankungen in der Verbindungsleitung 24 ergeben.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines TDMA-Burstsignals
nach der Erfindung. Dabei is. mit 51 ein Bezugs-Burstsignal bezeichnet, während 52, 53 und 54
Burstsignale von verschiedenen Erdstationen darstellen sollen. Die Sendezeiten dieser Burstsignale werden
durch die Erdstationen so festgelegt, daß die ausgesendeten Burstsignale zum Bezugs-Burstsignal 51 vorgegebene
Positionen einnehmen. F i g. 3 zeigt selbstverständlich einen Zustand, bei dem die Burstsignal-Synchronisa
tion bereits vorgenommen worden ist. Während des Betriebs des TDMA-Systems müssen die Burstsignale in
Zeitlücken ausgesendet werden, die den jeweiligen Burst-Sendestationen zugeordnet sind. Mit 55 ist der
desamtinhalt des Bezugs-Burstsignals51 bezeichnet. Im
einzelnen stellt 56 ein Vorsignal für die Trägererkennung und für die Bit-Zeitregeneration dar und wird für
die Demodulation eines PCM-Signals benötigt; mit 57 ist eir Bezugssignal, beispielsweise ein Y ort, zur
Burst-Synchronisation bezeichnet; mit 58 ist ein Teil des Signals bezeichnet, der für das Aussenden eines
Steuersignals bestimmt ist, welches für den Betrieb des
TDMA-Systems erforderlich ist. Um die Empfangs-Weglängen der Wege A und B ausgleichen
zu können, wird ein besonderes Signal in dem gleichen Burstsignal für die Empfangswege der beiden Antennenstationen
ermittelt, beispielsweise das Bezugssignal 5 für die Burst-Synchronisation von F i g. 3. Die Verzögerung
des veränderlichen Verzögerungskreises 10 wird dann so geregelt, daß an den Ausgängen der
veränderlichen Verzögerungskreise 5 und 10 von F i g. 2 dieselben Erkennungszeiten auftreten. Die Verzögerungskreise
5 und 10 sind hier digitale Verzögerungskreise, so daß zur Verzögerung diskontinuierlicher
Signale — wie dies Burstsignale sind — es notwendig ist, dem Signalende des Burstsignals ein Zeitgabesignal
hinzuzufügen, dessen Zeildauer dem Verzögerungsbe- \ϊ
trag des Verzögerungskreises entsprächt. V/ei! jedoch
dem Burstsignal kein solches Zeitsignal hinzugefügt ist, wird in der Praxis ein Signalumsetzer verwendet, der
sich im Empfänger 3 von F i g. 2 befindet und dazu dient, das Signal zu verzögern. Durch diesen Signalumsetzer
werden Zeitsignale des empfangenen Burstsignals durch eine Folge von Zeitimpulsen der Station ersetzt.
Spezifische Schaltkreise für einen solchen Betrieb sind im einzelnen in der japanischen Patentanmeldung
147 601/74 offenbart
Nachfolgend soll nun ein spezielles Beispiel einer erfindungsgemäßen Sende-Burstsynchronisation gegeben
werden. Die Bestimmung der Burst-Sendezeit für die Sende-Burstsynchronisation wird durch einen in der
TDMA-Einheit 8 untergebrachten Burst-Synchronisa- in tionskreis durchgeführt. Die Burst-Synchronisationskreis
ist ein solcher, wie er üblicherweise in PCM-TDMA-Systemen verwendet wird und führt die
Sende-Burstsynchronisation unter Verwendung eines einzigen Wortes 57 durch, das sich im empfangenen γ>
Signal befindet und er sendet im Falle des Empfangs ein auf dem Wort beruhendes Taktsignal zur TDMA-Einheit
8. um so den Takt für das Decodieren des empfangenen PCM-Signals zu geben. Bei globalem
Richtungsbetrieb werden die empfangenen Taktsignale ήι
des von der jeweiligen Station aus gesendeten Burstsignals 53 und das Bezugs-Burstsigna! 51 miteinander
in der Empfangsseite verglichen und der Burst-Sendetakt wird so korrigiert, daß das von der jeweiligen
Station ausgesendete Burstsignal in der dieser Station -1">
zugeordneten Zeitlücke zu liegen kommt. Im Fall eines Betriebs mit scharf bündelnden Antennen wird der
Burst-Sendetakt dadurch festgelegt, daß die Position
des ausgesendeten Burstsignals der jeweiligen Station durch eine davon entfernte Station gemessen und der r>n
ermittelte Meßwert auf die erstgenannte Station zurückgegeben wird.
Bei den obigen Erläuterungen handelt es sich also um die Sende-Burst-Synchronisation während des Betriebs
des TDMA-Systems. Beim Start des Betriebs muß ein « angenäherter Burst-Sende-Takt festgelegt werden, und
zwar derart, daß keine Interferenz mit Burstsignalen anderer Stationen während des Betriebs auftritt- Diese
Taktfestlegung erfolgt üblicherweise durch eine mit der TDMA-Einheit 8 kombinierte Erstzugriffs-Einrichtung.
Durch diese Einrichtung wird also der angenäherte Sendetakt vor dem Start festgelegt In der Praxis gibt es
verschiedene Methoden für einen solchen Betrieb; ein typisches Beispie! besteht darin, ein langsames Signal
auszusenden, das einen derart niedrigen Signalkegel bildet, daß es nicht mit Burstsignalen anderer in Betrieb
befindlicher Stationen interferriert, wobei dann der
ungefähre Sendetakt aus der Empfangszeit des langsamen Signals ermittelt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist ja
ein exakter Sendetakt, wie er für die TDMA-Burst-Synchronisation erforderlich ist, noch nicht erreichbar. Auf
der Basis dieses Annäherungstaktes wird dann ein Vorburst 62, der in Fig.3 gestrichelt dargestellt und
wesentlich kürzer ist als der Gesamtlänge des Sendeburst entspricht, von der TDMA-Einheit 8
ausgesendet, und zwar in die der zugehörigen Station zugeordnete Zeitlücke. In diesem Fall wird der Vorburst
innerhalb der zugeordneten Zeitlücke an einer Position ausgesendet, die wesentlich vom Beginn der Zeitlücke
entfernt ist, je nach der Genauigkeit der Messung durch die Erstzugriffseinheit. Bei scharf gebündeltem Betrieb
wird nach Empfang des Vorbursts durch eine entfernte Erdstation die Positoninformation des Vorbursts zurückgesendet,
während im Fall eines globalen. Betriebs durch Empfang des Vorbursts durch die jeweilige
Station selbst die Position des ausgesendeten Vorbursts bestätigt wird. Die Position des ausgesendeten Vorbursts
der jeweiligen Station wird nacheinander in die richtige Position verschoben, wobei weiterhin jeweils
eine Bestätigung durch eine Bestätigungseinheit erfolgt. Nach Vervollständigung dieses Vorgangs wird an das
Ende des Vorbursts ein Datenteil angehängt, worauf die Nachrichtenverbindung eröffnet werden kann.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf das ursprüngliche Einstellen der Sende-Burst-Synchronisation
üblicher TDMA-Übertragungssysteme. Bei der TDMA-Diversity existieren jedoch zwei Wege, und
während der Wegumschaltung muß die Sende-Burst-Synchronisation aufrechterhalten werden, mit der
Folge, daß es notwendig ist, daß die beiden Sendeweglängen zum Zeitpunkt der Wegumschaltung elektrisch
gleich sind.
Nachfolgend soll nun der erfindungsgemäße Betrieb im Detail beschrieben werden. Beim Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2 ist der durch die Antennenstation 22 hindurchgehende Weg A der Haupt-Betriebsweg,
während der durch die Antennenstation 21 hindurchgehende Weg B einen Ausweichweg darstellt. Es soll nun
angenommen werden, daß der angenäherte Sendetakt durch die Erstzugriffs Einheit im Weg A festgelegt ist.
Zur Herbeiführung der Sende-Burst-Synchronisation wird von der TDMA-Einheit 8 der F i g. 2 der Vorburst
62 in der Zeitlücke 61 für den in F i g. 4 gezeigten Burst dieser Station ausgesendet, und zwar über den
Diversity-Schalter 7, den festen Verzögerungskreis 4, den Übertrager 2 und die Antenne 1. Dann wird der
Vorburst 62 in eine vorgegebene Stellung 62a innerhalb der zugehörigen Zeitlücke verschoben, und zwar gemäß
der oben erläuterten Sende-Burst-Synchronisation Dieser Vorgang ist in der F i g. 4(a) und (b) dargestellt.
Bei dem Zustand nach Fig.4(b) ist die Sende-Burst-Synchronisation über den Weg A bereits vollständig
durchgeführt, und es kann ein Datenburst hinzugefügt werden. Gemäß der Erfindung wird ein Unter-Burst 63,
der um eine Zeit τ gegenüber dem Vorburst 62 an der TDMA-Einheit verzögert ist, über den Weg B
ausgesendet, wie dies in Fi g.4(d) dargestellt ist Der in
der TDMA-Einheit 8 erzeugte Unter-Burst wird über den Diversity-Schalter 7 und den veränderlichen
Verzögerungskreis 9 sowie die Antennenstation B auf den Satelliten 20 gegeben, und zwar mit derselben
Frequenz wie diese von der Antennenstation A ausgesendet wird. Wenn beide Weglängen von der
TDMA-Einheit 8 zum Satelliten untereinander gleich sind, dann tritt die Zeitdifferenz τ zwischen den beiden
Bursts auch am Satelliten 20 auf. Gemäß F i g. 4{c) ergibt
sich jedoch dann, wenn die beiden Weglängen nicht gleich sind, eine Verschiebung τ' zwischen den beiden
vom Satelliten 20 empfangenen Burst, mit der Folge, daß eine Differenz τ' — τ=Δτ entsprechend der
Weglängendifferenz zwischen beiden Wegen auftritt. Im Fall eines globalen Richtbetriebs kann eine Differenz
Δτ durch den Empfang der vom Satelliten zurückgegebenen Bursts festgestellt werden, wohingegen bei einem
scharfbündeligen Betrieb die Differenz durch die Information über den zeitlichen Empfang des Vorbursts
62 und des Unter-Bursts 63 ermittelbar ist, wenn diese Bursts durch eine entfernte Erdstation zurückgegeben
werden. Nach Feststellung der Differenz Δτ wird der veränderbare Verzögerungskreis 9 durch ein Steuersignal
des Steuerkreises 6 so lange geregelt, bis die Differenz Δτ gemäß Fig.4(d) verschwindet. Wenn die
Differenz Δτ beispielsweise +1 (symbolische Länge des
Signals) beträgt, dann wird der veränderliche Verzögerungskreis 9 um eine symbolische Länge verkürzt. Die
Weglänge der beiden Wege werden so gleichgesetzt, daß der Unter-Burst 63 über den Weg B von einer
vorgegebenen Position in der Unter-Burst-Zeitlücke ausgesendet wird, wie sie in Fig.4(e) durch 64
bezeichnet ist. Ein Datenteil wird dem über den Weg A ausgesendeten Vorburst hinzugefügt, womit die Übertragung
beginnt. Dieser Zustand ist in Fig.4(e) angedeutet.
Auf diese Weise werden die Weglängen der beiden Sendewege am Beginn der Verbindung gleichgesetzt.
Nachfolgend wird nun beschrieben, wie die Weglängen der beiden Sendewege während des Betriebs gleichgehalten
werden. Weil bei einem Diversity-System die beiden Antennenstationen über eine Verbindungsleitung
miteinander verbunden sind, schwanken die Weglängen der beiden Sendewege mit fortschreitender κ
Zeh infolge von Schwankungen der elektrischen Länge der Verbindungsleitung selbst und infolge von Bewegungen
des Satelliten. Zur Durchführung des Diversity-Betriebs ist es deshalb notwendig, daß die beiden
Weglängen während des Sendebetriebs gleich bleiben. ίο
Wie oben erwähnt, wird von der jeweiligen Station ein Sendeburst (ein Obertragungsburst mit Datenteil)
über den Hauptweg ausgesendet, während ein Unter-Burst über den Nebenweg ausgesendet wird, und zwar
in der Unter-Burst-Zeitlücke 64 von Fig.4. Das « Positionsverhältnis zwischen dem Sendeburst und dem
Unterburst ist sendeseitig bekannt und ist in Fig.4(e)
mit τ angegeben. Wenn somit das Positionsverhältnis zwischen dem Sendeburst und dem Unterburst der
jeweiligen Station to abweicht, was durch ähnliche so
Mittel wie die oben erwähnten Mittel festgestellt werden kann, und zwar beim Empfang der relativen
Positionen der beiden Bursts bei globalem Betrieb oder auf der Basis der von einer entfernten Erdstation
zurückgegebenen Information im Fall eines scharfbün- M
deligen Betriebs, dann muß die veränderliche Verzögerungsleitung 9 geregelt werden, um die Abweichung
verschwinden zu lassen.
Normalerweise schwankt die Weglängendifferenz zwischen den beiden Sendewegen nur sehr gering mit w>
den Bewegungen des Satelliten 20 bzw. einer Änderung in der Länge der Verbindungsleitung, so daß es nicht
erforderlich ist, fortlaufend einen Unter-Burst auszusenden.
Mit anderen Worten, wenn die Zahl der denselben Satelliten 20 zugeordneten Diversity-Stationen N ·>■>
entspricht, dann kann die einem Unterburst zugeordnete Zeitlücke zeitlich auf alle A/-Stationen \'erteilt
werden. Es gilt folgendes Beispiel Eine Bezugsstation sendet einen Bezugsburst aus, dessen Bezugs-Synchronisationssignal-Muster,
bestehend aus den Ziffern »I« und »0«, in verschiedenen Zeitintervallen umgedreht
wird. Jede Diversity-Bodenstation empfängt dann das übertragene Signal und jede Erststation sendet —
gemäß einem auf der Grundlage einer Polaritätsumkehr festgelegten Zeitablaufs — den Vorburst aus, um so die
beiden Weglängen gleichzusetzen. Bezeichnet man die Zeitspanne der Umkehr des Synchronisationssignals des
Bezugsburstes mit T (Sekunden), dann steht jeder Bodenstation für die Gleichsetzung der beiden Weglängen
eine Zeitspanne von T/N (Sekunden) zur Verfugung.
Ein typischer Erstzugriffskreis soll nun in Verbindung mit einem Erstzugriff niedriger Pegelhöhe erläutert
werden. Der Erstzugriffskreis arbeitet mit einer Geschwindigkeit, die wesentlich niedriger ist als die
Signalgeschwindigkeit. Dieser Kreis besteht aus einem PN-Signal-Generator. der in konstanten Zeitabständen
ein Signal erzeugt, einem PSK-Modem und einem Korrelationsdetektor. Ein von diesem Kreis übertragenes
Signal erhält eine geringfügig andere Frequenz als ein Hauptsignal. Die Empfangszeit des über einen
Satelliten empfangenen Signals wird durch den Korrelationsdetektor festgestellt. Damit kann die
Fortpflanzungszeit zwischen einer Bodenstation und dem Satelliten auf der Grundlage der Sendezeit und der
Empfangszeit ermittelt werden.
Der Steuerkreis 6 erzeugt ein Steuersignal für die Umschaltung der Wegweiche 7, die die Verzögerungen
der veränderlichen Verzögerungskreise 9 und 10 regelt. Ein Verzögerungs-Steuersignal wird in der Weise
erzeugt, daß die Weglängendifferenz beider Empfangswege festgestellt wird, und zwar unter Verwendung von
Bezugsburstsignalen, die über beide Empfangswege unmittelbar vor der Diversity-Umschaltung laufen. Ein
Steuersignal für den veränderlichen Verzögerungskreis 9 zum Gleichsetzen der beiden Sendeweglängen wird
erzeugt mittels einer Burstsignal-Positionsinformation von der TDMS-Einheit, d. h., einer Information über das
Positionsverhältnis zwischen dem jeweiligen Stationsburst und dem Unter-Burst
Ein Diversity-Umschaltsignal wird auf der Grundlage einer Umschaltinformation erzeugt, beispielsweise als
Ergebnis eines Vergleichs der über beide Empfangswege empfangenen Signalqualität, und zwar unter
Verwendung des CN-Verhältnisses (Verhältnis von empfangener Signalstärke zu Rauschstärke) jedes
Obertragungsweges, oder aber durch Messung der Bit-Fehlermenge in jedem Übertragungsweg.
Die Verzögerung des veränderbaren Verzögerungskreises 10 der Empfangsseite wird also dadurch
festgelegt, daß die Zciidiffcrenz zwischen εκΐζείπεπ
Worten der Bezugsburst beider Empfangswege festgestellt wird, und zwar durch Wortdetektoren 6-la, 6-lfc
und einem Phasen-Differenzdetektor 6-2 unmittelbar vor dem WegumschaJter 7. Jeder der einzelnen
Wortdetektoren enthält ein Korrelationsglied Die Weglängen werden durch Regeln des Verzögerungskreises 10 des Weges B gleichgesetzt so daß die
Position u des ermittelten Impulses im Weg B mit der
festgestellten Impulsposition tb des Weges A zeitlich
zusammenfällt
Die veränderliche Verzögerung auf der Sendeseite wird in Form von (ΔΦι—ΔΦ^ hervorgerufen, und zwar
durch einen ein Regelsignal abgebenden Generator 6-3,
der einen Taktimpulse zählenden Zähler aufweist, und zwar auf der Basis einer Abweichung (ΔΦ!) der von der
TDMA-Einheit festgestellten Position des Burst-Synchronisationssignals
der jeweiligen Station relativ zu einer vorgegebenen Position dieser Station und einer
Abweichung (4Φ5) der festgestellten Position des
Unterburst-Synchronisationssignals relativ zu einer vorgegebenen Position des Hilfsburstsignals. Der
Zähler des Kreises 6-3 wird durch das zuerst ankommende Signal ΔΦ/ bzw. ΔΦ5 zurückgestellt und
zählt die ankommenden Taktimpulse so lange, bis das spätere der beiden Signale ΔΦ/ bzw. ΔΦΒ empfangen
wird, so daß als Ergebnis der Absolutbetrag \ΔΦι-ΔΦε\
ermittelt wird. Die Polarität ρ wird dadurch festgelegt, daß man feststellt, und zwar mit Hilfe eines Flip-Flop-Kreises,
ob zuerst ΔΦ/ oder ΔΦ! empfangen wird. Die
Weglängen werden durch Regeln des veränderlichen Verzögeningskreises 9 des Weges B derart gleichgesetzt,
daß zugleich wird ΔΦ>. Wenn das Burstsignal der
jeweiligen Station oder das Unter-Burstsignal infolge von Regen oder dergleichen nicht gut empfangen
werden können, dann folgt die Regelung der veränderbaren Verzögerung der Sendeseite derjenigen der
Empfangsseite.
Die Vergleichsschaltung 6-4 für die Signalqualität und der Generator 6-5 für die Erzeugung eines Umschaltsignals
entsprechend den in üblichen Diversity-Umschaltkreisen verwendeten Elementen. Ein Vergleich der
empfangenen Signalqualitäten der beiden Eingänge vom Empfänger 3 und der Leitung 24c wird in dem
Vergleichskreis 6-4 durchgeführt, und zwar durch Feststellung des CN-Verhältnisses oder der Bit-Fehlermenge
der beiden Empfangswege. Auf der Basis des Vergleichsergebnisses »1« oder »0« wird ein Weg-Wählsignal
vom Generator 6-5 erzeugt, mit der Folge, daß entweder der Weg A oder der Weg S gewählt wird.
Der Kreis fester Verzögerung und die Kreise veränderbarer Verzögerung von Fig.2 müssen nicht
immer voneinander getrennt vorgesehen sein. Selbst wenn der feste Verzögerungskreis und die veränderlichen
Verzögerungskreise in Reihe geschaltet sind und nur die veränderlichen Verzögerungskreise bezüglich
einer Gleichsetzung der Weglängen geregelt werden, so bleibt doch der beschriebene erfindungsgemäße Vorgang
derselbe. Wenn der Weg ßder Hauptweg ist, dann
ίο wird selbstverständlich das Unter-Burstsignal über den
Weg A gegeben, wobei dann die Gleichsetzung der beiden Sendewege durch Regeln des veränderlichen
Verzögerungskreises 9 im Weg B herbeigeführt wird.
Wie erläutert, kann durch die Verwendung des Unter-Burstsignals leicht und schnell eine Gleichsetzung
der beiden Sende-Weglär.gen herbeigeführt werden, und zwar zum Zeitpunkt der Festlegung der
Weglänge einer Diversity-Bodenstation. Darüber hinaus können die Weglängen einer Vielzahl von
Diversity Bodtnstationen, welche demselben Satelliten zugeordnet sind, während des Betriebs derselben
gleichgesetzt werden und die Sende-Burstsynchronisation während des Diversity-Betriebs kann leicht und
schnell dadurch erfolgen, daß die Zeitlücke für das Unter-Burstsignal in einem Signalrahmen des TDMA-Systems
festgelegt wird. Damit aber ist vorliegende Erfindung von großem Vorteil beim Betrieb von
Diversity-Systemen.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf räumliehe
Diversity-Systeme anwendbar, bei denen drei oder mehrere Sendestationen vorhanden sind, wobei das
Unter-Burstsignal in die Diversity-Sendewege zeitlich eingebaut wird.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Räumliches Diversity-System für ein einen Übertragungssatelliten verwendendes TDMA-Nachrichtenübertragungssystem,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Gleichsetzen der Weglänge der beiden Sendewege am Beginn der
Übertragung über einen der Sendewege in einer Zeitlücke eines einer bestimmten Station zugeordneten
Signalrahmens ein Vor-Burstsignal gesendet wird, daß über den anderen der Sendewege in dieser
Zeitlücke ein Unter-Burstsignal gesendet wird, daß die relative Zeitdifferenz zwischen dem Vor-Burstsignal
und dem Unter-Burstsignal aus Signalen ermittelt wird, weiche vom Satelliten der jeweiligen
Station zurückgegeben oder über den Satelliten von einer anderen Bodenstation empfangen werden, und
daß auf der Grundlage des Ergebnisses eines Vergleichs der relativen Zeitdifferenz zwischen dem
Vor-Burstsignal und dem Unter-Burstsignal zum Zeitpunkt ihrer Aussendung durch die jeweilige
Station mit einer relativen Zeitdifferenz zwischen dem über den Satelliten empfangenen Vor-Burstsignal
und dem empfangenen Unter-Burstsignal veränderbare Verzögerungskreise in einem der
beiden Wege derart geregelt werden, daß die beiden relativen Zeitunterschiede untereinander gleich
werden.
2. Räumliches Diversity-System für ein einen m
Satelliten verwendendes TDMA-Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
nach Gleichsetzung der Weglängen zum Zeitpunkt des Übermittlungsbeginns ein Signalübertragungsburst
über einen in Betrieb befindlichen Weg in einer der jeweiligen Station zugeordneten Zeitlücke
ausgesendet wird, daß ein Unter-Burstsignal über einen Diversity-Nebenweg in einer Unterburst-Zeitlücke
des Signalrahmens jeder Station oder einer gemeinsamen Zeitlücke ausgesendet wird, daß eine
relative Zeitdifferenz zwischen dem Signalübertragungsburst und dem Unter-Burstsignal aus auf die
Station über den Satelliten zurückgegebenen Signalen ermittelt wird und daß dann, wenn die ermittelte
relative Zeitdifferenz sich von einer vorgegebenen Zeitdifferenz zwischen Signalübertragungsburst und
Unter-Burstsignal zum Zeitpunkt ihrer Aussendung unterschiedet, eine Regelung von veränderbaren
Verzögerungskreisen in einem der Wege erfolgt, bis die beiden relativen Zeitdiflerenzen einander gleich
sind.
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