DE2916602B2

DE2916602B2 - Räumliches Diversity-System für die TDMA-Nachrichtenübertragung

Info

Publication number: DE2916602B2
Application number: DE2916602A
Authority: DE
Inventors: Akira Machida Ogawa; Hideki Tanashi Saito; Tatsuo Mitaka Watanabe
Original assignee: Kokusai Denshin Denwa KK
Current assignee: KDDI Corp
Priority date: 1978-04-28
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1980-10-23
Also published as: FR2424673A1; CA1130026A; JPS54143009A; NL183692C; IT1164674B; SE440576B; SE7903715L; GB2022369A; JPS5746692B2; GB2022369B; DE2916602C3; NL7902734A; FR2424673B1; DE2916602A1; US4218654A; BE875909A; IT7948849A0; NL183692B

Description

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 Übertragungssatelliten 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 bessere Übertragungsqualität gewährleistet.

Neuerdings werden für die Nachrichtenübertragung über Satelliten Frequenzbänder über zehn GHz verwendet Sei 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, dh, es wird die Tatsache ausgenutzt, daß der Regen meist nur in einem lokal begrenzten Gebiet auftritt Wenn beispielsweise in

ίο 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

is 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 ausführliehe Untersuchungen angestellt worden.

Bei der erstgenannten älteren Anmeldung werden

einzelne Sendeburstsignale alle η (η = 1, 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 Verbesseso rung der Übertragungsqualität, 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 des abgeleiteten Differenzbetrags festgelegt.
Die drittgenannte ältere 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 Schaltkreise eingesetzt und in den beiden Empfmgswegen bzw. in einem Empfangsweg und einen Sendeweg Riegelungen vorgenommen, und zwar unter Verwendung der festgestellten Wegtängendifferenz, mit dem Zie!, die Weglängen gleichzusetzen und dann den Diversity-Betrieb durchführen.

Im Fall der erstgenannten älteren Patentanmeldung ist es notwendig, den Burst-Synchronisationstakt durch geeigente Mitte! 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 zweitgenamiten 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 Wegiängendifferenz sich mit der Zeit ändern, und zwar infolge Temperaturänderungen und dergleichen; in einem solchen Fall ist es d.nn nicht möglich, eine exakte Burst-Synchronisation zu erhalten. Um dann während des Diversity-Betriebs die Burst- jo synchronisation 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 5u

F i g. 1 das Schema eines Raum-Diversity-Systems eines Satelliten-Nachrichtenübertragungssystems, auf welches die Erfindung anwendbar ist,

F i g. 2 ein Blockschaltbild einer Ausführuiigsform der Erfindung, π

F i g. 3 Diagramme eines Beispiels eines TDMA-Burstsignals,das bei der Erfindung anwendbar ist,

Fig.4 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Erfindung und

F i g. 5 ein Blockschaltbild eines Steuerkreises zur t>o 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, t>5 mit 22 eine Antennenstation A, mit 23 ein Diversity-Steuerkreis, mit 24 eime Verbindungsleitung, mit 25 eine TDMA-Anschlußstation und mit 26 eine Signalleitung.

Der Weg flist der Weg von der Diversity-Steuereinheit 23 zum Satelliten 20 über die Verbindungsleitung 24 und die Antennenstation B, während der Weg A der Weg von der Diversity-Steuereinheit 23 zum Satelliten 20 über dia 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 276 eine Sende-Hauptleitung bzw. eine Empfangs-Hauptleitung, jeweils verbunden mit der Antenne 1 der Antennenstation A, und mit 24a, 24Z> und 24c eine Sende-Hauptleitung und eine Empfangs-Hauptleitung der Verbindungsleitung 24 sowie eine Schaltsignalleitung. Der Steuerkreis b 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 Weglänge des Weges A — ausschließlich der Verbindungsleitung 24 — kürzer als der Weg B. 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 ist 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-Synchronisation bereits vorgenommen worden ist. Während des Betriebs des TDMA-Systems müssen die Bürstsignale in Zeitlücken ausgesendet werden, die den jeweiligen Burst-Sendestationen zugeordnet sind. Mit 55 ist der Gesamtinhalt 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 ein Bezugssignal, beispielsweise ein Won, 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 ■> 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 Zeitdauer dem Verzögerungsbe- ··> trag des Verzögerungskreises entspricht. Weil 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. 2-,

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- i<> 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 r> 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 4» des von der jeweiligen Station aus gesendeten Burstsignals 53 und das Bezugs-Burstsignal 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 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 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. bo 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 Beispiel 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 F i g. 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 Sendelakt 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 F i 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 Fig.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 ι ο 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 is Differenz Δτ gemäß F i g. 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 Zeit 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.

Wie oben erwähnt, wird von der jeweiligen Station ein Sendeburst (ein Übertragungsburst mit Datenteil) über den Hauptweg ausgesendet während ein Unter-Burst über den Nebenweg ausgesendet wird, und zwar in der Unter-Burst-Zeitlücke 64 von F i g. 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 ro abweicht was durch ähnliche 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 scharfbündeligen 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 den Bewegungen des Satelliten 20 bzw. einer Änderung in der Lange der Yerbindungsleitung, so daB 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 W-Stationen verteilt werden. Es gut folgendes BeispieL Eine Bezugsstation sendet einen Bezugsburst aus, dessen Bezugs-Synchronisationssignal-Muster, bestehend aus den Ziffern »1« 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-Gtnerator, 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. It, 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 Übertragungsweges, oder aber durch Messung der Bit-Fehlermenge in jedem Übertragungsweg.

Die Verzögerung des veränderbaren Verzögerungskreises 10 der Empfangsseite wird also dadurch festgelegt, daß die Zeitdifferenz zwischen einzelnen Worten der Bezugsburst beider Empfangswege festgestellt wird, und zwar durch Wortdetektoren 6-1 a, 6-16 und einem Phasen-Differenzdetektor 6-2 unmittelbar vor dem Wegumschalter 7. Jeder der einzelnen Wortdetektoren enthält ein Korrelationsglied. Die Weglängen werden durch Regeln des Verzögerungskreises 10 des Weges B gleichgesetzt so daB die Position t, des ermittelten Impulses im Weg B mit der festgestellten Impulsposition fe des Weges A zeitlich zusammenfällt

Die veränderliche Verzögerung auf der Sendeseite wird in Form von (ΔΦι—4Φ,) 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 {ΔΦ^ 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 ΔΦι bzw. ΔΦ₅ zurückgestellt und zählt die ankommenden Taktimpulse so lange, bis das spätere der beiden Signale ΔΦι bzw. ΔΦ_$ empfangen wird, so daß als Ergebnis der Absolutbetrag \ΔΦι-ΔΦ_ί | ermittel* wird. Die Polarität ρ wird dadurch festgelegt, daß man feststellt, und zwar mit Hilfe eines Flip-Flop-Kreises, ob zuerst ΔΦι oder ΔΦ₈ empfangen wird. Die Weglängen werden durch Regeln des veränderlichen ,5 Verzögerungskreises 9 des Weges B derart gleichgesetzt, daß ΔΦι gleich 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 B 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 Ader Hauptweg ist, dann 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 Untcr-Burstsignals leicht und schnell eine Gleichsetzung der beiden Sende-Weglängen herbeigeführt werden, und zwar zum Zeitpunkt der Festlegung der Weglänge einer Diversity-Bodenstation. Darüber hinaus können die Weglängen einer Vielzahl von Diversity-Bodenstationen, 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 räumliche Diversity-Systeme anwendbar, bei denen drei oder mehrere Sendestationen vorhanden sind, wobei das Unter-Burstsignal in die Diversity-Sendewege zeitlich eingebaut wird.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

_ 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, welche 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 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 Zeitdifferenzen einander gleich sind.