DE60020289T2

DE60020289T2 - Lastverteilungsverfahren zur Besserung des Spielraums kombinierter FDMA/TDMA Aufwärtssignale

Info

Publication number: DE60020289T2
Application number: DE60020289T
Authority: DE
Inventors: David A. Wright; Donald C. Wilcoxson
Original assignee: Northrop Grumman Corp
Current assignee: Northrop Grumman Systems Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2006-05-04
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: CA2301455C; CA2301455A1; JP3482174B2; US6272340B1; DE60020289D1; EP1039659B1; EP1039659A2; JP2000307497A; EP1039659A3; ATE296505T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kommunikationssystem und im besonderen auf ein Verfahren zur Lastabschaltung, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung mit kombinierten aufwärtsgerichteten FDMA/TDMA-Übertragungen in einem satellitengestützten zellularen Kommunikationssystem zu erhöhen.
2. Diskussion des bekannten Standes der Technik
In satellitengestützten zellularen Kommunikationssystemen steuert im allgemeinen ein zentraler terrestrischer Steuerprozessor oder ein Netzwerkbetriebszentrum (network operations center; NOC) einen oder mehrere Kommunikationssatelliten, die innerhalb des Kommunikationssystems betrieben werden. Jeder Kommunikationssatellit innerhalb des Kommunikationssystems bedient mehrere Nutzer, die in mehreren geographischen Gebieten, bekannt als Grund- bzw. Bodenzellen, lokalisiert sind. Die Kommunikationssatelliten empfangen und senden Datensignale zu und von den mehreren Nutzern oder terrestrischen Terminals bzw. Endgeräten, die an unterschiedlichen Stellen innerhalb der getrennten Grundzellen in einer Punkt-zu-Punkt-Art angeordnet sind. In einem frequenzgemultiplexten Mehrfachzugangs- (frequency division multiple access; FDMA)-/zeitgemultiplexten Mehrfachzugangs- (time division multiple access; TDMA-) Kommunikationssystem werden Signale auf der gleichen Frequenz, Polarisation und dem gleichen Zeitfenster allgemein durch unterschiedliche Nutzer innerhalb der räumlich getrennten Grundzellen aufgrund von Beschränkungen in der Bandbreite bzw. -weite wiederverwendet.
Eine Antenne an jedem Kommunikationssatelliten erzeugt eine Vielzahl von Punktstrahlen bzw. Strahlkeulen, um eine Oberfläche auf der Erde auszuleuchten, wo die Grundzellen lokalisiert sind, um die Wiederverwendung der Frequenzen über das Kommunikationssystem zu bewerkstelligen. Antennenmuster für jeden Punktstrahl, welcher jede Grundzelle bedeckt, nehmen typischerweise sehr schnell zu den Kanten des Strahls hin ab, und daher kann der Nutzer auf der Erdoberfläche sogar bei kleinen Antennen- oder Satelliten-Zielfehlern eine signifikante Signaldämpfung aufgrund dieses Verfehlens sehen. Zudem arbeiten moderne Satellitenkommunikationssysteme nun bei weit höheren Trägerfrequenzen (beispielsweise dem Ka-Band), wobei diese Signale empfindlich auf große Dämpfungen aufgrund von Regen, Szintillation und anderen atmosphärischen Effekten reagieren. Deshalb werden terrestrische Nutzerterminals bzw. erdgebundene Nutzerendgeräte eine verminderte Leistungsfähigkeit haben, falls keine Dämpfungsverringerung verwendet wird.
Herkömmliche Wege zum Verringern einer durch atmosphärische Effekte, Abfallen usw. bewirkten Dämpfung umfassen ein Übertragen bei einer geringen Datenrate oder auf einem höheren Leistungspegel, um die übertragene Energie pro Bit zu verbessern oder zu erhöhen. Alternativ kann zusätzlich eine Fehlerüberwachungskodierung verwendet werden, wobei die Kodierrate erhöht wird, ohne die benutzte Bandbreite zu erhöhen. Dies jedoch verringert die Menge an übertragenen Informationsbits, da mehr Fehlerüberwachungsbits mit der höheren Fehlerüberwachungsrate erzeugt werden. Erhöhen der Kodierung bewirkt auch, dass der Demodulator an Bord des Satelliten komplexer sein muss. Erhöhte Leistung bedeutet auch, dass der Übertragungsverstärker unter nicht-abblendenden bzw. nicht-abdämpfenden Bedingungen überdimensioniert ist, wodurch sich die Gesamtsystemkosten ohne jeglichen greifbaren Nutzen erhöhen.
Was daher benötigt wird, ist ein Verfahren zur Lastabschaltung und eine entsprechende Vorrichtung zum Erhöhen einer Übertragungsreserve, welche nicht unter den oben genannten Nachteilen leidet. Dies wird wiederum ein satellitengestütztes zellulares Kommunikationssystem ermöglichen, welches simultan mehrere FDMA-Trägerkanäle verwendet, um in einer Mehrträger- bzw. -trägerkanal-Weise zu arbeiten; es wird ein "Abschalten" von Trägerkanälen ermöglichen, wenn Abblendungs- bzw. Fading"- oder Dämpfungspegel ansteigen, wodurch die übertragene Energie pro Bit erhöht wird, um die erhöhte Dämpfung zu bewältigen; es wird weiterhin ein Mittel zum Überwachen und Steuern der angemessenen Zahl von Trägerkanälen bereitstellen, die durch die terrestrischen Terminals verwendet werden; das Bedürfnis an Mehrfachfrequenz-Demodulatoren an Bord des Satelliten eliminieren, um so die Satellitenkomplexität zu reduzieren; und terrestrische Terminals bereitstellen, die eine unterschiedliche Zahl von Trägerkanälen unterstützen können, um eine veränderliche Abblendfähigkeit bereitzustellen, so dass die terrestrischen Terminals in Größe und Kosten skalierbar sind. Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein satellitengestütztes zellulares Kommunikationssystem bereitzustellen, welches ein Verfahren zur Lastabschaltung verwendet, um eine Übertragungsreserve bei aufwärts gerichteter Übertragung mit kombinierten aufwärtsgerichteten FDMA/TDMA-Übertragungen zu verwenden.
EP-A-0 805 568 der Northrop Grumman Corporation, vormals TRW, Inc., beschreibt ein System zur Verwendung mit einem satellitengestützten Telekommunikationssystem mit einem Leistungssteuerungs-Untersystem, das die verfügbare Satellitenleistung auf eine Mehrzahl von Erdstationen verteilt. Jede Erdstation umfasst einen Basisband-Manager, welcher die verfügbare Satellitenleistung zwischen Unter- bzw. Subband-Strahlen aufteilt, die von dem Satelliten ausgesandt werden. Die Erdstationen umfassen auch einen Strahlverarbeiter bzw. -prozessor, der die jedem Subband innerhalb eines zugeordneten Strahls zugeordnete Leistung steuert, um eine gewünschte Signalqualität in einer vorwärtsgerichteten Übertragung zwischen dem Satelliten und Nutzerterminals innerhalb des zugeordneten Subbands aufrechtzuerhalten. Die Kommunikation des Strahlverarbeiters mit Modems, die bestimmten Nutzerterminals zugeteilt sind und welche die Satelliten-Übertragungsleistung in der vorwärtsgerichteten Übertragung zu dem Nutzerterminal steuern, sollen ein gewünschtes Signal/Rausch-Verhältnis an dem Empfänger des Nutzerterminals aufrechterhalten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Lehren der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Lastabschaltung bereitgestellt, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen einem terrestrischen Terminal und einem Satelliten in einem satellitengestützten zellularen Kommunikationssystem bereitzustellen. Das Verfahren zur Lastabschaltung stellt ein Mittel bereit, um effizient und preisgünstig eine verbesserte Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung bereitzustellen, und zwar durch simultanes Verwenden mehrfacher Trägerkanäle bei aufwärtsgerichteter Übertragung. Der Leistungspegel der Trägerkanäle oder eine Zahl von Trägerkanälen kann dann abhängig von den jeweiligen Dämpfungspegeln angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Lastabschaltung, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen einem terrestrischen Terminal und einem Satelliten in einem satellitengestützten Kommunikationssystem zu erhöhen, ein Erzeugen eines ersten Signals mit einem ersten Trägerkanal und eines zweiten Signals mit einem zweiten Trägerkanal. Das erste Signal mit dem ersten Trägerkanal und das zweite Signal mit dem zweiten Trägersignal werden von dem terrestrischen Terminal zum Satelliten übertragen. Ein Sendeleistungspegel des von dem terrestrischen Übertrager gesendeten ersten Signals und zweiten Signals wird bestimmt, und ein empfangener Leistungspegel des an dem Satelliten empfangenen ersten Signals und zweiten Signals, wird bestimmt. Die Übertragung des zweiten Signals mit dem zweiten Trägersignal wird beendet, wenn der Sendeleistungspegel des von dem terrestrischen Terminal gesendeten ersten Signals und zweiten Signals einen ersten Schwellwert übersteigt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Lastabschaltung, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen dem terrestrischen Terminal und einem Satelliten in einem satellitengestützten Kommunikationssystem zu erhöhen, das Erzeugen einer Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung. Die Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung werden von dem terrestrischen Terminal zum Satelliten übertragen. Ein Sendeleistungspegel und ein Empfangsleistungspegel der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung werden bestimmt. Ein Dämpfungspegel der Mehrzahl der Trägerkanäle für aufwärtsgerichtete Übertragung, die auf dem Sendeleistungspegel und dem Empfangleistungspegel basieren, wird ebenfalls bestimmt. Der Sendeleistungspegel der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung wird basierend auf dem Dämpfungspegel angepasst.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst ein terrestrisches Terminal zur Erhöhung einer Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen dem terrestrischen Terminal und einem Satelliten in einem satellitengestützten Kommunikationssystem ein Mehrträgernetzwerk, das betreibbar ist, um eine Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung zu erzeugen. Ein RF- bzw. HF-Sende- und -Empfangssystem überträgt die Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung zum Satelliten. Eine Terminalsteuereinheit bestimmt einen Dämpfungspegel an der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, die zu dem Satelliten übertragen werden, und weist das Mehrträgernetzwerk an, die Zahl der zu übertagenden Trägerkanäle für aufwärtsgerichtete Übertragung zu erhöhen oder zu erniedrigen.
Eine Nutzung der vorliegenden Erfindung stellt eine Methode zur Lastabschaltung bereit, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung in einer kombinierten aufwärtsgerichteten FDMA/TDMA-Übertragung bzw. Verbindung zu verbessern, die in einem satellitengestützten zellularen Kommunikationssystem verwendet wird. Als ein Ergebnis sind die oben genannten Nachteile der zur Zeit bstehenden Kommunikationssysteme wesentlich reduziert oder beseitigt worden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann werden nach Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die Zeichnungen klar, in denen:
1 ein Blockdiagramm für ein gesamtes satellitengestütztes zellulares Kommunikationssystems ist;
2 ein detailliertes Blockdiagramm aufwärtsgerichteter und abwärtsgerichteter Kommunikationsübertragungen zwischen terrestrischen bzw. erdgebundenen Nutzerterminals ist, die innerhalb mehrerer Grundzellen und eines verarbeitenden Kommunikationssatelliten angeordnet sind;
3 ein detailliertes Blockdiagramm eines terrestrischen Terminals ist, welches das Verfahren zur Lastabschaltung gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet;
4 ein detailliertes Zeitablaufdiagramm ist, das das Verfahren zur Lastabschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ein detailliertes Zustands- und Handlungsdiagramm ist, das die Handlungen zeigt, die durch eine Terminalsteuereinheit in dem erdgebundenen Sender durchgeführt werden; und
6 ein Beispiel ist, das die Leistungspegel gegen die Zahl der Träger bzw. Trägerfrequenzen zeigt, welche durch das terrestrische Terminal übertragen bzw. gesendet werden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, die ein Verfahren zur Lastabschaltung betrifft, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteten, kombi nierten FDMA/TDMA-Übertragungen an ein satellitengestütztes zellulares Kommunikationssystem zu verbessern, ist ausschließlich beispielhafter Natur und nicht dazu gedacht, die Erfindung oder ihre Anwendung oder ihre Verwendungen zu beschränken. Während darüberhinaus die Erfindung weiter unten in Bezug auf spezielle Zahlen von Trägern bzw. Trägerfrequenzen und Leistungspegeln als auch Signalformaten detailliert beschrieben ist, wird es dem Fachmann klar sein, dass die vorliegende Erfindung mit verschiedenen Zahlen von Trägern, unterschiedlichen Leistungspegeln als auch unterschiedlichen Signalformaten verwendet werden kann.
Bezugnehmend auf 1 ist ein satellitengestütztes zellulares Kommunikationssystem 10 zum Unterstützen mehrfacher Nutzer gezeigt, die in mehrfachen geografischen Flächen oder Grundzellen lokalisiert sind. Das Kommunikationssystem 10 umfasst einen oder mehrere verarbeitende Kommunikationssatelliten 12, die im allgemeinen auf geosynchronen Umlaufbahnen betrieben werden. Jeder Kommunikationssatellit 12 unterstützt mehrere terrestrische Nutzerterminals 14, die innerhalb verschiedener definierter Grundzellen positioniert sind, wie weiter unten diskutiert wird. Jeder Kommunikationssatellit 12 empfängt Datensignale von den Nutzerterminals 14 auf aufwärtsgerichteten Kommunikationsübertragungen bzw. -verbindungen 16 und sendet Datensignale zu den Nutzerterminals 14 über abwärtsgerichtete Kommunikationsübertragungen bzw. -verbindungen 18. Jedes Nutzerterminal 14 sendet Datensignale auf den aufwärtsgerichteten Kommunikationsübertragungen 16, welche mehrfache Trägerkanäle umfassen kann, und empfängt Datensignale auf den abwärtsgerichteten Kommunikationsübertragungen 18 über eine Antenne 20. Jeder Kommunikationssatellit 12 empfängt und sendet bzw. überträgt die Datensignale auf den aufwärtsgerichteten Kommunikationsverbindungen 16 und den abwärtsgerichteten Kommunikationsverbindungen 18 über eine Mehrstrahlantenne 22 oder jede andere geeignete Antenne, um den benötigten Bereich zu bedienen.
Das satellitengestützte zellulare Kommunikationssystem 10 umfasst auch ein Netzwerkbetriebszentrum (network operations center; NOC) 24, welches einen zentralen Steuerprozessor 26 umfasst. Das Netzwerkbetriebszentrum 24 steuert allgemein den Gesamtbetrieb jedes Kommunikationssatelliten 12 unter Verwendung aufwärtsgerichteter Kommunikationsübertragungen 16 und abwärtsgerichteter Kommunikationsübertragungen 18 über eine Antenne 28. Dieser Gesamtbetrieb umfasst ein Aufrechterhalten der geosynchronen Umlaufbahn, Positionieren von Sonnenkollektoren 29, Initialisieren von Satelliten-Systemparametern, Nutzerabrechnung bzw. -rechnungslegung als auch andere betriebliche Steuerungen, welche im Stand der Technik gut bekannt sind. Der zentrale Steuerprozessor 26 in dem Netzwerkbetriebszentrum 24 ist vorzugsweise ein allgemein verwendbarer programmierbarer Computer mit geeigneter Rechenleistung.
Nun wird in Bezug auf 2 ein verarbeitender Kommunikationssatellit 12 gezeigt, der ein Bedeckungsgebiet 30 über eine Antenne 22 beleuchtet. Der Kommunikationssatellit 12 bedient das Bedeckungsgebiet 30, welches mehrfache Grundzellen 32 umfasst, die durch jedes kreisförmige Gebiet repräsentiert sind. Jede der Grundzellen 32 ist innerhalb eines hexagonal geformten Gebiets 34 positioniert gezeigt, welches die Gebiete sind, von denen jedes individuell durch einen Antennenstrahl der Mehrstrahlantenne 22 auf dem Kommunikationssatelliten 12 ausgeleuchtet wird. Jede Grundzelle 32 misst typischerweise ungefähr 300 bis 400 Meilen im Durchmesser und wird allgemein als der kürzeste Abstand zwischen zwei Punkten gemessen, zwischen denen die Antennenverstärkung minimal akzeptabel ist. Beispielsweise kann dies ein Punkt sein, an welchem die Antennenverstärkung um 5 oder 6 dB abfällt.
Das Bedeckungsgebiet 30 wird gezeigt, wenn es verwendet, was als eine 4-zu-1-Wiederverwendung bekannt ist, wobei das Bedeckungsgebiet 30 in eine von vier Arten von Grundzellen 32a–32d aufgeteilt wird. Selbstverständlich können auch andere Arten von Wiederverwendungsmustern verwendet werden. Jede der Grundzellen 32 mit der gleichen Abschattung wird innerhalb des gleichen Frequenzbandes betrieben. Innerhalb jedes bestimmten Frequenzbandes sind viele verschiedene Trägerfrequenzen oder Kanäle (Trägerkanäle) für Nutzerterminals 14 verfügbar, die innerhalb dieser Grundzellen 32 betrieben werden. Beispielsweise kann jeder der Grundzellen 32a ein erstes 100-MHz-Frequenzband zugeteilt werden, das in 200 Trägerkanäle unterteilt ist. Auf diesem Weg wird das Nutzerterminal 14a innerhalb der Grundzelle 32a mindestens einem der 200 Trägerkanäle zugeordnet und mindestens einem der Zeitfenster, die diesem bestimmten Trägerkanal zugeordnet sind. Auf gleiche Art kann jede der Grundzellen 32b einem zweiten 100-MHz-Frequenzband zugeordnet werden, jede der Grundzellen 32c kann einem dritten 100-MHz-Frequenzband zugeordnet werden und jede der Grundzellen 32d kann einem vierten 100-MHz-Frequenzband zugeordnet werden. In anderen Worten: jede der als 32a identifizierten Grundzellen wird innerhalb des gleichen 100-MHz-Frequenzbandes betrieben, welches die gleichen 200 Trägerkanäle verfügbar hat, usw., und zwar durchgängig für jeden Satz von Grundzellen 32 innerhalb des Bedeckungsgebiets 30.
Das Nutzerterminal 14a in der Grundzelle 32a arbeitet innerhalb des ersten 100-MHz-Frequenzbands und beispielsweise auf Trägerkanal 1 innerhalb dieses 100-MHz-Frequenzbands. Die vom Nutzerterminal 14a ausgehende aufwärtsgerichtete Kommunikationsübertragung 16a wird in einen Hauptstrahl bzw. eine Hauptkeule der Mehrstrahlantenne 22, welche die Grundzelle 32a bedient, gerichtet. Das Nutzerterminal 14a wird zudem innerhalb eines bestimmten Zeitfensters für Trägerkanal 1 innerhalb des 100-MHz-Frequenzbandes an- und ausgeschaltet. Das Nutzerterminal 14a kann auch zusätzliche Trägerkanäle innerhalb des 100-MHz-Frequenzbandes und/oder zusätzliche Zeitfenster verwenden, und zwar abhängig davon, wie viel Bandbreite bzw. -weite das Userterminal 14a benötigt, um alle seine Daten über die aufwärtsgerichtete Kommunikationsverbindung 16a zu übertragen. Sollte das Nutzerterminal zusätzliche Trägerkanäle nutzen, kann das Verfahren zur Lastabschaltung, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertagung zu erhöhen, gemäß der Lehren der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wie es hier weiter unten diskutiert wird. Jede der abwärtsgerichteten Kommunikationsverbindungen 18 von dem Kommunikationssatelliten 12 zu den mehrfachen Nutzerterminals 14 innerhalb jeder Gruppe von Grundzellen 32a–32d arbeitet auf einer einzigen Trägerfrequenz oder -kanal und ist daher immer angeschaltet. In anderen Worten: Jede der Grundzellen 32a arbeitet auf einer ersten Trägerfrequenz, jede der Grundzellen 32b arbeitet auf einer zweiten Trägerfrequenz usw. Der Grund dafür, die einzelne Trägerfrequenz für jede Gruppe von Grundzellen 32a–32d an den abwärtsgerichteten Kommunikationsübertragungen 18 zu verwenden, liegt in den begrenzten Leistungsbedingungen, die mit dem Betreiben der verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12 verbunden sind.
Nun übergehend zu 3 wird ein detailliertes Blockdiagramm eines terrestrischen Nutzerterminals 14 gezeigt. Das Nutzerterminal 14 umfasst ein Mehrträgernetzwerk 40 mit mehrfachen Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung bzw. Verbindung (uplink baseband units; UBU), eine Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Verbindung (downlink baseband unit; DBU), eine Terminalsteuereinheit 46 (terminal control unit; TCU) und eine RF-Sende- und -Empfangseinheit 48, von denen jede über einen Terminalschnittstellenbus 50 kommuniziert. Das Mehrträgernetzwerk 40 umfasst die Mehrzahl von Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung, die mit der Zahl der Trägerkanäle übereinstimmen, auf denen das bestimmte Nutzerterminal 14 arbeitet. Beispielsweise sind drei Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung gezeigt, von denen jedes auf einer unterschiedlichen Trägerfrequenz (d.h., Trägerfrequenzen A, B und C) arbeitet. Jede Basisbandeinheit 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung empfängt digitale Dateneinheiten bzw. -bits oder ATM-(asynchronous transfer mode = asynchroner Übertragungsmodus) Pakete, die als Verkehrszellen bezeichnet werden, welche sowohl Informationsdaten als auch Steueranweisungen zum Anpassen einer Zwischenfrequenzverstärkung (Verstärkungssatzanweisungen) umfassen. Die Steueranweisungen stammen aus der Terminalsteuereinheit 46 und werden von dem Terminal-Interface- bzw. Terminal-Schnittstellenbus 50 empfangen. Die Informationsdaten stammen von einem Nutzerprozessor (nicht gezeigt), der sich in Datenaustausch mit dem Terminal-Schnittstellenbus 50 befindet, und können jegliche Art von digitalen Daten darstellen, einschließlich Kommunikationsdaten, Videodaten, Sprachdaten usw., welche von einem Ort zu einem anderen übertragen werden müssen.
Jede Basisbandeinheit 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung ist von herkömmlichem Aufbau und umfasst einen Formatierer, einen Fehlersteuerungskodierer (Enkoder), einen Modulator und einen Aufwärtswandler. Der Signalformatierer formattiert die Signale auf das bestimmte benötigte Format. In einem TDMA-System beispielsweise können mehrfache ATM-Pakete in einem bestimmten Zeitblock kombiniert und mit einem Header bzw. Leitvermerk angehängt werden. Der Fehlersteuerungskodierer kodiert die digitalen Datenbits. Der Modulator und der Aufwärtswandler modulieren die kodierten digitalen Datenbits und wandeln sie auf ein Zwischenfrequenz- (intermediate frequency; IF-) Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung hoch. Sobald Formatieren, Kodieren, Modulation und Aufwärts- bzw. Hochwandlung geschehen sind, gibt jede Basisbandeinheit 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung ein IF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung an dessen bestimmten Trägerkanal (d.h. A, B oder C) aus. Die Leistung oder Verstärkung für jedes IF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung wird ebenfalls in der Basisbandeinheit 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung über Kommandos oder Instruktionen (Verstärkungssatzanweisungen) von der Terminalsteuereinheit 46 angepasst, die hier weiter diskutiert wird. Jedes Zwischenfrequenzsignal für aufwärtsgerichtete Übertragung von jeder Basisbandeinheit 42a, 42b und 42c für aufwärtsgerichtete Übertragung wird an einen Leistungskombinierer 52 angelegt, welcher jedes Zwischenfrequenzsignal für aufwärtsgerichtete Übertragung aufsummiert und ein zusammengesetztes Zwischenfrequenzsignal mit drei Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung erzeugt. Sobald aufsummiert, wird das zusammengesetzte Zwischenfrequenzsignal für aufwärtsgerichtete Übertragung von dem Mehrträgernetzwerk 40 zu der RF-Sende/Empfangs-Einheit 48 übertragen.
Die RF-Sende/Empfangs-Einheit 48 ist ein herkömmliches RF-Sende/Empfangs-System. Diesbezüglich umfasst die RF-Sende/Empfangs-Einheit 48 einen Aufwärtswandler-Teil 54, einen Abwärtswandler-Teil 56 und eine Antenne 58. Der Aufwärtswandler-Teil 54 umfasst einen Aufwärtswandler (up-converter; U/C), welcher das zusammengesetzte Zwischenfrequenzsignal für aufwärtsgerichtete Übertragung empfängt und das Zwischenfrequenzsignal für aufwärtsgerichtete Übertragung in ein RF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung umwandelt. Der Aufwärtswandler legt dieses zusammengesetzte Zwischenfrequenzsignal für aufwärtsgerichtete Übertragung dann an einen Hochleistungsverstärker (high power amplifier; HPA) an, wie beispielsweise einen Wandlerwellenröhrenverstärker (travelling wave tube amplifier; TWTA), welcher ein nichtlinearer Verstärker ist. Der Hochleistungsverstärker verstärkt das RF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung, welches im folgenden zu dem kommunikationsverarbeitenden Satelliten 12 über die Antenne 58 gesendet wird. Die Antenne 58 kann jede herkömmliche Antenne sein, wie beispielsweise eine parabolische Schüssel.
Das RF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung wird zu dem verarbeiteten Kommunikationssatelliten 12 bei einem Sendeleistungspegel P_T gesendet. Das RF-Sgnal für aufwärtsgerichtete Übertragung wird an dem verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12 mit einem Empfangsleistungspegel P_R empfangen. Der verarbeitende Kommunikationssatellit 12 empfängt das RF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung und sendet RF-Signale für abwärtsgerichtete Übertragung, und zwar über die Antenne 22, welche durch die Antenne 58 empfangen werden. Die RF-Signale für abwärtsgerichtete Übertragung umfassen Kommunikationsdaten, Videodaten, Sprachdaten oder andere Informationsdaten als auch Leistungssteuerungsreports, die den Empfangsleistungspegel P_R aufzeigen. Die RF-Signale für abwärtsgerichtete Übertragung werden an den Abwärtswandler-Teil 56 angelegt und werden zuerst an einen geräuscharmen Verstärker (low noise emplifier; LNA) angelegt, um die RF-Signale bei abwärtsgerichteter Übertragung zu verstärken. Die verstärkten RF-Signale bei abwärtsgerichteter Übertragung werden dann in einem Abwärtswandler (down-converter; D/C) von einer RF-Frequenz auf eine Zwischenfrequenz abwärts- bzw. heruntergewandelt. Dieses Zwischenfrequenzsignal für abwärtsgerichtete Übertragung wird dann an die Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Übertragung angelegt.
Die Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Übertragung wandelt das Zwischensignal für abwärtsgerichtete Übertragung in einen digitalen Datenstrom um, welcher die bestimmte zu sendende Digitalinformation umfasst, als auch die Leistungssteuerungsreports, die als Reportzellen aufgezeigt werden. Die Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Übertragung kann jede herkömmliche Basisbandeinheit für abwärtsgerichtete Übertragung sein. Die Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Übertragung umfasst einen Abwärtswandler, einen Demodulator, einen Dekoder und einen Deformatierer bzw. Entformatierer. Der Demodulator demoduliert das Signal. Der Abwärtswandler wandelt das Zwischenfrequenzsignal herunter. Der Fehlersteuerungsdekoder dekodiert die kodierten Daten, und der Entformatierer entformatiert die Daten in ATM-Pakete. Die Datenzellen und die Reportzellen von der Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Übertragung werden an den Terminalschnittstellenbus 50 angelegt.
Der Sendeleistungspegel P_T des RF-Signals für aufwärtsgerichtete Übertragung wird an die Terminalsteuereinheit 46 weitergeleitet, welche jede Art von Mikroprozessoreinheit sein kann, abhängig von der benötigten Rechenleistung. Die Terminalsteuereinheit 46 liest den durch den Aufwärtswandlerteil 54 der RF-Sende/Empfangs-Einheit 48 gelieferten Sendeleistungspegel P_T. Die Terminalsteuereinheit 46 empfängt und liest über den Terminalschnittstellenbus 50 auch die Reportzellen von der Basisbandeinheit 44 für abwärtsgerichtete Übertragung, welche den Empfangsleistungspegel P_R aufzeigen. Durch Vergleichen und Differenzbilden zwischen dem Sendeleistungspegel P_T und dem Empfangsleistungspegel P_R aus den Reportzellen kann die Terminalsteuereinheit 46 den Dämpfungs- oder Abblendpegel (d.h., P_T – R_R) des RF-Signals für aufwärtsgerichtete Übertragung mit den zusammengesetzten Trägerkanälen bestimmen.
Diese Dämpfung kann durch eine beliebige Zahl von Gründen bedingt sein, einschließlich atmosphärischer Bedingungen, Wetterbedingungen, Fehlausrichtung der Grundzellen usw. Da der Hochleistungsverstärker in dem Aufwärtswandlerteil 54 das RF-Signal für aufwärtsgerichtete Übertragung bei einem konstanten Pegel verstärkt, ist der Weg, mittels dessen der Sendeleistungspegel P_T für jeden bestimmten Trägerkanal (Träger A, B und C) gesteuert wird, derjenige, dass der Zwischenfrequenzleistungspegel für jeden Zwischenfrequenz-Trägerkanal für aufwärtsgerichtete Übertragung in der Basisbandeinheit 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung angepasst wird. Diesbezüglich instruiert, sollte es nötig sein, den Leistungspegel des Zwischenfrequenzsignals für aufwärtsgerichtete Übertragung an den Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung anzupassen oder falls irgendeiner der Trägerkanäle weggelassen oder hinzugefügt werden soll, die Terminalsteuereinheit 46 die Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung mittels Verstärkungssatzanweisungen, welche an jede Basisbandeinheit 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung an den Terminalschnittstellenbus 50 weitergeleitet wird. Die Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung werden dann den Zwischenfrequenzleistungspegel basierend auf diesen Anweisungen anpassen, was bewirkt, dass der Sendeleistungspegel P_T entsprechend geändert wird. Alternativ können die Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung eine Übertragung über diesen bestimmten Trägerkanal abbrechen, sollte es so von der Terminalsteuereinheit 46 angewiesen werden.
Nun wird in Bezug auf 4 ein Beispiel eines Verfahrens zur Lastabschaltung gezeigt, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung mit kombinierten aufwärtsgerichteten FDMA/TDMA-Übertragungen zu erhöhen. Die horizontale Achse repräsentiert eine Zeit und die vertikale Achse ist in Dezibel (dB) relativ zu Bedingungen eines klaren Himmels angegeben. Verschiedene Leistungspegel sind ebenfalls auf der linken Seite angegeben, welche die Schwellwerte repräsentieren, bei denen Trägerkanäle weggelassen oder wiederhergestellt werden können, und zwar abhängig von der gerade anliegenden Menge an Dämpfung oder Abblendung. Die gezeigten Leistungspegel sind entweder die Gesamtsendeleistung P_T oder der Dämpfungs- oder Abblendpegel (d.h., P_T – P_R).
In diesem Beispiel stellen die ausgelegten Leistungspegel einen 4,0 dB-Rückbehalt ("backoff") bereit, wenn zwei Trägerkanäle aktiv sind und einen 5,0 dB-Rückbehalt, wenn alle drei Trägerkanäle aktiv sind. Es wird weiterhin angenommen, dass eine 4,3 dB Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung unter Bedingungen klaren Himmels existiert, wenn alle drei Trägerkanäle aktiv sind. Der Gesamtrückbehalt von einer Sättigung des Hochleistungsverstärkers im Aufwärtswandlerteil 54 beträgt daher für einen einzigen Träger bzw. eine einzige Trägerfrequenz 5,0 + 4,7 + 4,3 oder 14,0 dB. Es sollte weiterhin klar sein, dass das Nutzerterminal 14 den Sendeleistungspegel P_T anpasst, um zu versuchen, einen konstanten Empfangsleistungspegel P_R aufrechtzuerhalten, und zwar unabhängig vom Ort des Nutzerterminals 14, seinen Übertragungsmerkmalen und jeglichem Regen oder anderer Dämpfung, welche das Nutzerterminal 14 erfährt. Um zu versuchen, diesen konstanten Empfangsleistungspegel P_R aufrecht zu erhalten, passt das Nutzerterminal 14 seinen Sendeleistungspegel P_T für das RF-Signal bei aufwärtsgerichteter Übertragung in kleinen Schritten bzw. Inkrementen an, typischerweise von 0,25 dB, über die Terminalsteuereinheit 46 und die Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung an, und zwar als Antwort auf die Leistungssteuerungsreports von dem kommunikationsverarbeitenden Satelliten 12.
Auf der ganz linken Seite von 4 wird eine anfängliche Klarhimmelperiode gezeigt, bei der das Nutzerterminal 14 genug Leistungs-Übertragungsreserve aufweist, um alle drei Trägerkanäle (d.h, Träger A, B und C) zu versorgen, wobei jeder Trägerkanal separat an seinem minimalen Pegel (0,0 dB) und zusammen bei 10 LOG [3] = 4,7 dB Gesamtleistung ist. Während dieser anfänglichen Klarhimmelperiode wird die Sendeleistung P_T nahe an diesem Pegel durch Verwenden der oben diskutierten Methode zur Lastabschaltung gehalten. Wenn ein Sturm 60 beginnt, erhöht sich die durch das Nutzerterminal 14 erfahrene RF-Dämpfung bei aufwärtsgerichteter Übertragung, wie es durch die durchgezogene Linie 62 gezeigt ist. Diese erhöhte Dämpfung wird durch inkrementelles Erhöhen des Sendeleistungspegels P_T unter der Aufsicht der Terminalsteuereinheit 46 kompensiert, so wie es durch die gestrichelte Linie 64 gezeigt ist. Der Anstieg der Gesamtsendeleistung P_T geht weiter, bis die Übertragungsreserve der drei Kanäle bei aufwärtsgerichteter Übertragung von 4,3 dB erschöpft ist, bezeichnet durch Bezugsziffer 65. Zu dieser Zeit ist die Gesamtsendeleistung P_T von der RF-Sende- und – Empfangs-Einheit 48 auf 9,0 dB angestiegen, dargestellt durch den Leistungsschwellwert P₃₂ und durch Bezugsziffer 66 dargestellt. Dieser Schwellwert 66 ist 5,0 dB unter der Sättigung des Hochleistungsverstärkers in dem Aufwärtswandlerteil 54. Mit weitergehender Intensivierung des Sturms 60 kann das Nutzerterminal 14 die drei Trägerkanäle nicht länger in einer linearen Weise aufrechterhalten und so schaltet das Nutzerterminal 14, als Antwort auf den nächsten Leistungssteuerungsreport von dem verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12, Last durch Abbrechen oder Abschalten von Trägerkanal C bei Schwellwert 66 (d.h., P₃₂) ab. Dadurch fällt der Sendeleistungspegel P_T um 10 LOG[2/3] = 1,7 dB für einen Pegel von 7,3 dB ab, aufgezeigt durch Bezugsziffer 68. Durch Fallenlassen von Trägerkanal C, plus dem um 1dB verringerten Rückbehalt, die mit zwei Trägerkanälen verlangt wird, wird eine neue Übertragungsreserve von 2,7 dB für aufwärtsgerichtete Übertragung bereitgestellt, und zwar gegen zusätzliches Abblenden der zwei verbleibenden Trägerkanäle A und B für ein gesamtes 10 dB bei Schwellwert P₂₁, durch Bezugsziffer 70 bezeichnet.
Wenn der Sturm 60 noch stärker wird, steigt die Dämpfung weiter an (Linie 62), und die Terminalsteuereinheit 46 im Nutzerterminal 14 fragt weiter inkrementelle Anstiege in der Sendeleistung P_T nach, und zwar über die Basisbandeinheiten 42 für aufwärtsgerichtete Übertragung, welche die Zwischenfrequenz-Leistungspegel für aufwärts gerichtete Übertragung anpassen. Wenn die Dämpfung oder der Abblendpegel 7,0 dB erreicht, angezeigt durch Bezugsziffer 72, ist die Sendeleistung P_T am Hochleistungsverstärker im Aufwärtswandlerteil 54 auf 10,0 dB angestiegen, was am Rückbehalt für zwei Träger von 4,0 dB unterhalb der Sättigung liegt. Weitere effektive Erhöhungen des Sendeleistungspegels können nicht für beide Träger aufrechterhalten werden, so dass der Trägerkanal B an diesem Punkt abgeschaltet wird mit dem Effekt, dass die Gesamtleistung wieder abfällt, diesmal um 3,0 dB auf einen Pegel von 7,0 dB, angezeigt durch Bezugsziffer 72.
Sollte der Sturm 60 weiter anwachsen, kann das Nutzerterminal 14 den einzelnen Trägerkanal A bis zu einem Pegel von 14 dB übertragen, welches der Sättigungspegel des Hochleistungsverstärkers im Aufwärtswandlerteil 54 ist. Überhalb dieses Pegels kann das Nutzerterminal 14 nicht weiter auf Anfragen der Terminalsteuereinheit 46 antworten, um die Sendeleistung P_T weiter zu erhöhen. Dieser Schwellwertpegel ist P₁₀ = P_max, dargestellt durch Referenzzeichen 74. Da das Nutzerterminal 14 RF-Kommunikationen bei aufwärtsgerichteter Übertragung nicht weiter mit der hohen Zuverlässigkeit aufrechterhalten kann, welche von dem verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12 verlangt wird, unterbricht das Nutzerterminal 14 den letzten Trägerkanal A, dargestellt durch Bezugsziffer 76.
Während dieser Standby-Bedingung unterbleiben alle aufwärtsgerichteten Datenübertragungen vom Nutzerterminal 14 zum verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12 außer periodischen Synchronisationssignalen und Leistungssteuerungsreports. Die Synchronisationssignale werden verwendet, um eine Synchronisation zwischen dem Nutzerterminal 14 und dem verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12 zu behalten oder wiederzuerlangen, und die Leistungssteuerungsreports bestimmen, falls bzw. wann der Dämpfungspegel auf einen Pegel abgefallen ist, bei welchem Kommunikation bzw. Datenübertragung wieder aufgenommen werden kann. In diesem Beispiel erreicht der Sturm 60 schließlich seine Spitze 78 und beginnt sich zu beruhigen, wie es durch Linie 62 gezeigt ist. Wenn der Dämpfungspegel auf 13,5 dB abgefallen ist, eingezeichnet durch Schwellwert P₀₁ und Bezugsziffer 80, bemerkt das Nutzerterminal 14, dass es eine Übertragung mit Trägerkanal A wieder aufnehmen kann, und zwar über Leistungssteuerungsreports von dem verarbeitenden Kommunikationssatelliten 12. Durch Warten, bis der Sturm auf 0,5 dB unter seinen Sättigungsbetriebspegel von 14,0 dB gefallen ist, wird ein Hysteresepegel in das System eingebaut, so dass die auf wärtsgerichtete Kommunikationsübertragung in der Nähe eines Schwellwertpegels nicht dauernd an- und ausschaltet.
Während die Regendämpfung weiter abnimmt, senkt das Nutzerterminal 14 ebenfalls seinen Sendeleistungspegel P_T, während es den Anweisungen der Terminalsteuereinheit 46 folgt. Wenn der Abblendpegel auf 6,5 dB abgesunken ist, gezeigt durch Bezugsziffer 82 (Schwellwert P₁₂), hat der Hochleistungsverstärker im Aufwärtswandlerteil 54 ausreichende Reserven, um den zweiten Trägerkanal B anzuschalten. Wenn Trägerkanal B reaktiviert wird, springt der Gesamtsendeleistungspegel P_T auf 9,5 dB. Während der Sturm sich weiter auf einen Dämpfungspegel von 3,8 dB abschwächt, gezeigt durch Bezugsziffer 83, wird auch der Sendeleistungspegel P_T inkrementell auf 6,8 dB herabgesetzt, gezeigt durch Schwellwert 84 (P₂₃). Beim Schwellwert 84 wird Trägerkanal C reaktiviert, was bewirkt, dass die Gesamtleistung wieder auf 8,5 dB ansteigt, welches etwas mehr ist als der 5,0 dB-Linearisierungsrückbehalt für den 3-Träger-Betrieb. Der Sendeleistungspegel P_T des Nutzerterminals 14 sinkt dann weiter ab, während der Sturm 60 aufhört und wieder ein klarer Himmel beobachtet wird. Bei klarem Himmel ist die Regendämpfung 0 dB und der Sendeleistungspegel P_T beträgt 4,7 dB.
Es ist in diesem Beispiel zu beachten, dass alle Leistungspegel in Dezibel angegeben sind. Diese Werte sind alle relativ und beziehen sich auf einen Pegel, der 14,0 dB unter dem Sättigungspegel des Hochleistungsverstärkers liegt. Falls die Nennleistung des Hochleistungsverstärkers 25 Watt (14 dBW) beträgt, würden alle diese Pegel in dBW gleich sein. Es ist auch zu beachten, dass die Leistungspegel, an welchen die Zahl der Kanäle von N auf N–1 reduziert wird, und Pegel, bei denen sie von N–1 auf N wiederhergestellt werden, durch eine kleine Größe, in diesem Fall 0,5 dB, getrennt sind. Diese Trennung stellt die Hysterese bereit, so dass das Verfahren zur Lastabschaltung Zustände nicht unnötigerweise in der Nähe von Schwellwertbedingungen ändert.
Nun zeigt in Bezug auf 5 ein Zustands- und Handlungsdiagramm das Verfahren zur Lastabschaltung oder eine Leistungssteuerungsabfolge, die durch die Terminalsteuereinheit 46 ausgeführt wird. Bezugnehmend auf Block 90, repräsentiert dieser Block den Zustand, wenn alle drei Trägerkanäle angeschaltet sind (d.h., A, B und C). In diesem Zustand werden, solange die Sendeleistung P_T geringer ist als der durch Schwellwert 66 in 4 (9 dB) gezeigte Leistungsschwellwert 32, alle drei Trägerkanäle weiter übertragen. Sollte die Sendeleistung P_T auf einen Pegel ansteigen, welcher gleich oder größer als der Schwellwertpegel P₃₂ ist, wird Trägerkanal C abgeschaltet, und das Ver fahren geht zum Zustandsblock 92 über. Beim Zustandsblock 92 wird das Nutzerterminal 14 weiter über zwei Trägerkanäle übertragen, sollte der Sendeleistungspegel P_T zwischen dem Leistungsschwellwert P₂₁, in 4 (10 dB) durch Ziffer 70 bezeichnet, und Leistungspegel P₂₃, in 4 (6,8 dB) durch Ziffer 84 bezeichnet, liegen. Sollte der Leistungsanstieg auf einen Pegel, der gleich oder größer als Schwellwert P₂₁ ist, ansteigen, wird Trägerkanal B abgeschaltet, und das Verfahren geht weiter zum Zustandsblock 94.
Hier wiederum wird das Nutzerterminal 14 weiter über Trägerkanal A senden, sollte der Sendeleistungspegel P_T zwischen Schwellwert P₁₂ und Schwellwert P₁₀, in 4 mit den Bezugsziffern 82 bzw. 74 bezeichnet, liegen. Sollte der Sendeleistungspegel P_T gleich oder größer als Schwellwert P₁₀ sein, geht dann das Handlungsdiagramm zu Zustandsblock 96 über, welches eine Standby-Bedingung bzw. ein -Zustand ist, und Trägerkanal A wird auch unterbrochen. Unter dieser Randbedingung werden nur eine Synchronisation und Leistungssteuerungsreports zwischen Nutzerterminal 14 und verarbeitendem Kommunikationssatelliten 12 übertragen, um die Synchronisation aufrechtzuerhalten und um zu bestimmen, wann der Dämpfungspegel ausreichend niedrig ist, um wieder eine Datenübertragung zu beginnen.
Wenn diesbezüglich der Dämpfungspegel geringer oder gleich dem Schwellwert P₀₁ ist, in 4 (13,5 dB) durch Bezugsziffer 80 bezeichnet, wird der Trägerkanal A wieder angeschaltet, wodurch zum Zustandsblock 94 übergegangen wird. Wenn die Dämpfung geringer als oder gleich dem Schwellwert P₁₂ ist, gezeigt durch Bezugsziffer 82 in 4 (6,5 dB), wird Trägerkanal B angeschaltet, wodurch zum Zustandsblock 92 übergegangen wird. Sollte endlich der Dämpfungspegel geringer als oder gleich dem Schwellwert P₂₃ sein, bezeichnet durch Bezugsziffer 84 in 4 (6,8 dB), wird Trägerkanal C angeschaltet, wobei zum Zustandsblock 90 weitergegangen wird, bei dem alle Trägerkanäle angeschaltet sind.
Ein weiteres Beispiel wird nun in Bezug auf 6 gezeigt, das die Leistungsspektraldichte von mehrfachen Trägerkanälen aufzeigt, die durch einen einzigen 100-Watt-Verstärker erzeugt werden. Diesbezüglich zeigt Graph 100 die Leistungsspektraldichte von fünf (5) Trägerkanälen, wobei jeder Trägerkanal eine Sendeleistung P_T von 2 Watt pro Trägerkanal (d.h., im Ganzen 10 Watt) und einen 10 dB Rückbehalt von dem Sättigungspegel des Hochleistungsverstärkers aufweist. In Graph 102 ist die Leistungsspektraldichte von drei Trägerkanälen gezeigt, nachdem zwei Trägerkanäle abgesetzt wurden oder deren Übertragung beendet wurde. Mit drei Trägerkanälen, stehen zehn (10) Watt pro Träger Sendeleistung P_T zur Verfügung (d.h., im Ganzen 30 Watt), mit einem 5 dB Rückbehalt vom Sättigungspegel des Hochleistungsverstärkers. In Graph 104 sind zwei weitere Trägerkanäle fallengelassen worden, und nur ein einziger Trägerkanal ist vorhanden. Da nur ein einziger Trägerkanal vorhanden ist, kann der Verstärker ohne Rückbehalt betrieben werden, so dass eine Sendeleistung P_T von 100 Watt mit 0 dB-Rückbehalt an dem Hochleistungsverstärker verfügbar ist. Entsprechend ist der Hochleistungsverstärker in dem Aufwärtswandlerteil 54 in der Lage, mit einem einzigen übermittelten Trägerkanal, auf seinem effizientesten Pegel oder bei einem 0 dB-Rückbehalt zu arbeiten. Es ist zu beachten, dass bei Betrachten der Graphen 100–104 leicht festgestellt werden kann, dass eine signifikante Erhöhung in der Leistung pro Trägerkanal auftritt, wenn die Zahl der Trägerfrequenzen von einer Gesamtrahl von 5 Trägerkanälen auf einen einzigen Trägerkanal (d.h.: 2 Watt pro Trägerfrequenz gegen 100 Watt pro Trägerfrequenz) verringert wird, was bewirkt wird, sowohl wegen der benötigten verringerten Leistung für die Zahl von Trägerkanälen, als auch wegen der erhöhten Leistung dadurch, dass man in der Lage ist, den Hochleistungsverstärker näher an seinem Sättigungspegel zu betreiben.
Die oben geführte Diskussion offenbart und beschreibt nur exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Ein Fachmann wird in einfacher Weise aus einer solchen Diskussion und aus den zugehörigen Zeichnungen und Patentansprüchen erkennen, dass verschiedene Änderungen, Modifikationen und Variationen hierin gemacht werden können, ohne vom Bereich der Erfindung abzuweichen, wie sie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Verfahren zur Lastabschaltung, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen einem terrestrischen Terminal (14) und einem Satelliten (12) in einem satellitengestützten Kommunikationssystem (10) zu erhöhen, wobei das Verfahren zur Lastabschaltung enthält: Erzeugen eines ersten Signals mit einem ersten Trägerkanal, Erzeugen eines zweiten Signals mit einem zweiten Trägerkanal, Übertragen des ersten Signals mit dem ersten Trägerkanal und des zweiten Signals mit dem zweiten Trägerkanal von dem terrestrischen Terminal (14) zum Satelliten (12), Bestimmen eines Sendeleistungspegels des, von dem terrestrischen Terminal (14) gesendeten ersten Signals und zweiten Signals, Bestimmen eines empfangenen Leistungspegels des, an dem Satelliten (12) empfangenen ersten Signals und zweiten Signals, Beenden der Übertragung des zweiten Signals mit dem zweiten Trägerkanal, wenn der kumulative Sendeleistungspegel des, von dem terrestrischen Terminal (14) gesendeten ersten Signals und zweiten Signals, einen ersten Schwellenwert übersteigt, und Wiederaufnehmen der Übertragung des zweiten Signals mit dem zweiten Trägerkanal, wenn der Sendeleistungspegel des terrestrischen Terminals (14) kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei der erste Schwellenwert größer als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren zur Lastabschaltung wie in Anspruch 1 definiert, weiter enthaltend Anpassen des Sendeleistungspegels des, von dem terrestrischen Terminal (14) gesendeten ersten Signals und zweiten Signals, basierend auf dem empfangenen Leistungspegel des, an dem Satelliten (12) empfangen ersten Signals und zweiten Signals.
Verfahren zur Lastabschaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, weiter enthaltend Summieren des ersten Signals mit dem ersten Trägerkanal und des zweiten Signals mit dem zweiten Trägerkanal und Übertragen des summierten Signals, das ein Gemisch aus dem ersten Signal mit dem ersten Trägerkanal und dem zweiten Signal mit dem zweiten Trägerkanal ist.
Verfahren zur Lastabschaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüchen, weiter enthaltend Übertragen eines Leistungssteuerungsreports von dem Satelliten (12) an das terrestrischen Terminal (14), der den gesammelten Leistungspegel des, an dem Satelliten (12) empfangenen ersten Signals und zweiten Signals aufzeigt.
Verfahren zur Lastabschaltung, um eine Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen einem terrestrischen Terminal (14) und einem Satelliten (12) in einem satellitengestützten Kommunikationssystem (10) zu erhöhen, wobei das Verfahren zur Lastabschaltung enthält: Erzeugen einer Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, Übertragen der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung von dem terrestrischen Terminal (14) zum Satelliten (12), Bestimmen eines Sendeleistungspegels der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, Bestimmen eines empfangenen Leistungspegels der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, Bestimmen eines Dämpfungspegels der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, basierend auf dem Sendeleistungspegel und dem empfangenen Leistungspegel, und Beenden des Sendeleistungspegels mindestens eines der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, basierend darauf wann der Dämpfungspegel einen ersten Schwellenwert übersteigt, und Wiederaufnehmen der Übertragung der beendeten Trägerkanäle für aufwärtsgerichtete Übertragung, wenn der Dämpfungspegel kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, wobei der erste Schwellenwert größer als der zweite Schwellenwert ist.
Verfahren zur Lastabschaltung wie in Anspruch 5 definiert, weiter enthaltend Erhöhen des Sendeleistungspegels der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, wenn der Dämpfungspegel zunimmt und Verringern des Sendeleistungspegels der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, wenn der Dämpfungspegel abnimmt.
Verfahren zur Lastabschaltung wie in Anspruch 5 oder 6 definiert, weiter enthaltend Bestimmen des Verstärkungspegels der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsge richtete Übertragung, basierend auf einem Unterschied zwischen dem Sendeleistungspegel und dem Empfangsleistungspegel der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung.
Terrestrischen Terminal (14) zur Erhöhung einer Übertragungsreserve bei aufwärtsgerichteter Übertragung zwischen einem terrestrischen Terminal (14) und einem Satelliten (12) in einem satellitengestützten Kommunikationssystem (10), wobei das terrestrischen Terminal (14) enthält: ein Mehrträgernetzwerk (40), betreibbar, um eine Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung zu erzeugen, ein RF-Sende- und -empfangssystem (48), betreibar, um die Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung an den Satelliten (12) zu eine Terminalsteuereinheit (46), betreibbar, um einen Verstärkungspegel der Mehrzahl von Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung, welche an den Satelliten (12) übertragen werden zu bestimmen, wobei die Terminalsteuereinheit (46) das Mehrträgernetzwerk (40) anweist, die Anzahl der an den Satelliten (12) zu übertragenden Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung zu Verringern, wenn der Verstärkungspegel über einen ersten Schwellenwert steigt und die Anzahl der an den Satelliten zu übertragenden Trägerkanälen für aufwärtsgerichtete Übertragung zu Erhöhen, wenn der Verstärkungspegel unter einen zweiten Schwellenwert fällt, wobei der erste Schwellenwert größer als der zweite Schwellenwert ist.