DE1256741B - Radiofrequentes Zeitmultiplexuebertragungssystem - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

H04j

Deutsche Kl.: 21 a4 - 49

Nummer: 1 256 741

Aktenzeichen: N 26530IX d/21 a4

Anmeldetag: 8. April 1965

Auslegetag: 21. Dezember 1967

Beginnend mit Echo 1 im August 1960 bis zu Syncom 2 im Juli 1963 sind durch die National Aeronautics and Space Administration der USA (NASA) zahlreiche sogenannte Nachrichtensatelliten erfolgreich in ihre jeweilige Kreisbahn gebracht und teilweise für technische Experimente benutzt worden. Darunter hält man die stationären Syncom-Satelliten mit verschiedenen Verbesserungen für die brauchbarsten.

Da erhebliche Kosten erforderlich sind, um einen Nachrichtensatelliten in seine genaue Kreisbahn zu bringen, muß er möglichst wirkungsvoll benutzt werden, damit eine möglichst große Informationsmenge übertragen werden kann. Hinsichtlich der Technik der Mehrfachübertragungskanäle sind hauptsächlich Vorschläge für Mehrfachfrequenzübertragung bekanntgeworden, welche keine besondere zusätzliche Einrichtung erfordert. Dies bietet jedoch infolge der begrenzten Ausgangsleistung des Nachrichtensatelliten keine ausreichende Kanalzahl. Ein anderes allgemein anwendbares Mehrkanalübertragungssystem ist das Zeitmultiplexsystem. Dieses ist jedoch für die fraglichen Übertragungssysteme als ungeeignet anzusehen, da bis zu einem gewissen Grad Schwankungen der relativen Stellung der im folgenden erwähnten Art von Nachrichtensatelliten und anderer Raumfahrzeuge, auch von stationären Satelliten, unvermeidbar sind. Wenn sich beispielsweise ein stationärer Satellit in völlig idealer Stellung befindet, wo keinerlei Änderung der relativen Stellung auftritt, kann man auf der Grundlage der durch den Abstand zwischen Bodenstation und Satellitenstation bestimmten Zeitzumessung einen Synchronismus des gesamten Übertragungssystems aufrechterhalten. Tatsächlich ergibt sich jedoch infolge der Bewegung der Erde und anderer Himmelskörper, infolge von Ebbe und Flut der Erdgezeiten und infolge anderer Einflüsse eine beträchtliche Schwankung in der relativen Stellung, Hierdurch wird der Synchronismus aufgehoben. Außerdem machen es Mehrweg- und andere Ubertragungsfehler unmöglich, den Synchronismus innerhalb des gesamten Übertragungssystems streng einzuhalten, wenn die Relaisstation sehr weit von der teilnehmenden Bodenstation, beispielsweise auch auf einem hohen Berg oder einem erdfesten Turm, aufgestellt ist.

Ein Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung eines Schaltungsaufbaus für eine Bodenstation, welcher die Verwendung der Zeitmultiplex-Mehrfachübertragung innerhalb eines Relaisübertragungssystems mit einer Mehrzahl von Bodenstationen und einer entfernten Relaisstation in Form eines Relaissatelliten ermöglicht. Insbesondere ermöglicht der Schaltungsaufbau Radiofrequentes
Zeitmultiplexübertragungssystem

Anmelder:

Nippon Electric Company Limited, Tokio

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Bunke, Patentanwalt,

Stuttgart, Schloßstr. 73 B

Als Erfinder benannt:
Tadahiro Sekimoto,
Hisashi Kaneko, Tokio

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 11. April 1964 (20 424)

der Bodenstation einen Ausgleich der durch Schwankungen der Übertragungszeit oder durch Schwankungen der relativen Stellung der Relaisstation sowie durch Mehrweg- oder andere Ubertragungsfehler bedingten Synchronisationsverschiebung.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Der erfindungsgemäße Schaltungsaufbau ermöglicht jeweils zu Beginn einer Übertragung die Bestimmung des jeweils für eine Bodenstation zugemessenen Zeitintervalls, welches nach Erreichen des Synchronismus festgehalten wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Übertragungssystem erfolgt in einer jeden Bodenstation jeweils zu Beginn einer Übertragungsperiode eine Bestimmung des zugemessenen Zeitintervalls auf Grund von Informationen über die Satellitenbahn und -stellung sowie von Ephemeridentafeln, worauf dementsprechend Tastimpulse ausgesandt werden.

Die Versetzung der von der Relaisstation zurückkommenden Tastimpulse gegenüber dem zugemessenen Zeitintervall bestimmt die Aussendung weiterer Tastimpulse von der betreffenden Bodenstation, so daß die weiteren Tastimpulse nach Rückkunft zeitrichtig liegen und die weiteren Tastimpulse zeitrichtig mitnehmen.

Für jede Bodenstation sind sehr genaue und zuverlässige Synchronisationseinrichtungen erforder-

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lieh. Die zwar ziemlich großen Kosten für die Einrichtung einer Bodenstation sind jedoch im Vergleich zu den Gesamtkosten der Bodenstation nicht erheblich, da bereits die Antennenanlage Millionenbeträge erfordert.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen.

F i g. 1 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems;

F i g. 2 zeigt Wellenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise des Übertragungssystems, und

F i g. 3 ist ein Blockschaltbild einer Nebenbodenstation innerhalb des erfindungsgemäßen Übertragungssystems.

Ein erfindungsgemäßes Übertragungssystem nach F i g. 1 umfaßt eine stationäre Satellitenrelaisstation S, beispielsweise einen Syncom-Satelliten, sowie Bodenstationen M, A und B, die auf der Erde innerhalb des Reichweitebereiches der Satellitenrelaisstation aufgestellt sind. Innerhalb dieses Übertragungs- ao systems werden von den jeweiligen Bodenstationen M, A und B ausgestrahlte Mikrowellen m, α und b durch die Relaisstation S empfangen und nach Verstärkung als Mikrowellen m_R, a_R bzw. b_R wieder ausgestrahlt, welche schließlich von den jeweiligen Bodenstationen aufgenommen werden und die Information in ähnlicher Form wie die von den Bodenstationen ausgestrahlten Mikrowellen tragen. Offenbar erreichen die von der Relaisstation ausgestrahlten Mikrowellen m_R, a_R bzw. b_R die jeweiligen Bodenstationen zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Wenn sich der Reichweitebereich der Relaisstation S wie im Falle eines Syncom-Satelliten über ein Drittel der gesamten Erdoberfläche erstreckt, ist die Zahl der Übertragungen mittels der Relaisstation 5 austauschenden Boden-Stationen nicht auf drei begrenzt, sondern kann größer sein.

Da eine Satellitenrelaisstation S gewichtsmäßig möglichst leicht gehalten werden muß, können die Mikrowellensignale nur verstärkt und wieder ausgestrahlt werden. Wenn hinsichtlich des Gewichts der Relaisstation S keine Beschränkungen vorhanden wären, könnte man dadurch ein Zeitmultiplexübertragungssystem erhalten, daß man der Relaisstation S die Aufgabe zuordnet, die gleichzeitig auf demselben Frequenzband von den teilnehmenden Bodenstationen ausgesandten Mikrowellensignale zyklisch anzuwählen und nach Verstärkung in Zeitmultiplexform abzustrahlen. Tatsächlich fällt jedoch der größte Gewichtsanteil des Satelliten auf die Verstärker- und Sendeschaltung für die Hochfrequenzsignale, so daß eine derartige Anwahlschaltung in eine Satellitenrelaisstation S nicht eingebaut werden kann. Bei Verwendung der Satellitenrelaisstation 5 nach dem Zeitmultiplexsystem ist es daher unerläßlich, daß die durch die Relaisstation S von den jeweiligen Bodenstationen M, A und B empfangenen Hochfrequenzsignale bereits nach Zeitmultiplexart geordnet sind, gemäß der Wellenform s in F i g. 2 (1), wobei die Symbole M, A und B die den jeweiligen Boden-Stationen M, A und B zugemessenen Zeitintervalle anzeigen. Im einzelnen verstärkt und überträgt die Relaisstation S das von der Bodenstation M empfangene Hochfrequenzsignal innerhalb des Zeitintervalls M und die von den Bodenstationen Λ bzw. B aufgenommenen Hochfrequenzsignale innerhalb der Zeitintervalle A bzw. B. Das verstärkte zusammengesetzte Sendesignal s wird in jeder Bodenstation M, A und B empfangen. Jede Bodenstation siebt den jeweils für die betreffende Bodenstation bestimmten Signalanteil in noch zu beschreibender Weise aus.

Wie bereits gesagt, dient die Relaisstation S lediglich zur Verstärkung und Übertragung der empfangenen Hochfrequenzsignale. Um das Zeitmultiplexhochfrequenzsignal der Wellenform s zu erhalten, muß man deshalb an den Bodenstationen die Signale zu jeweils zugeteilten Zeitpunkten aussenden. Beispielsweise muß die Bodenstation A das Signal a_v das sich in das Zeitintervall A einordnen soll, entsprechend der Wellenform α in F i g. 2 (1), zu einem um die Laufzeit t_AS der elektromagnetischen Welle von der Bodenstation A zu der Relaisstation S gegenüber dem Zeitintervall A vorgelegten Zeitpunkt ausstrahlen (bei Syncom Nr. 2 in einem Erdabstand von 36 000 km beträgt die Rücklauf zeit etwa 0,24 Sekunden). Ebenso müssen die Bodenstationen B und Af ihre jeweiligen Signale^ und /M₁ entsprechend den Wellenformen b und m in F i g. 2 (1) zu um die jeweiligen Laufzeiten t_RS bzw. t_MS gegenüber den Zeitintervallen B bzw. M vorgelegten Zeitpunkten aussenden. Üblicherweise benutzt man eine Bodenstation M als Leitstation, von der der Synchronismus des gesamten Übertragungssystems abgeleitet wird. Dann richtet man die Leitstation M so ein, daß ein Signal mit Impulsen ausgesandt wird, die entsprechend der Wellenform m jeweils um ein bestimmtes Zeitintervall gegeneinander versetzt sind. Entsprechend werden die anderen Nebenbodenstationen A und B so eingerichtet, daß sie auf Grund der Empfangssignale der Wellenform m das ihnen jeweils zugemessene Zeitintervall ableiten. Wenn in der relativen Stellung der Relaisstation S und somit in den Laufzeiten t_AS, t_BS bzw. t_MS der elektromagnetischen Wellen keine Schwankungen auftreten würden, wäre es möglich, die Signalsendezeitpunkte der Bodenstationen A und B gegenüber dem Signal der Empfangswellenform m der Leitstation M genau festzulegen. Dies ist jedoch aus den genannten Gründen unmöglich. Die fest eingeteilten Zeitintervalle würden einander überlappen und zu gegenseitigen Interferenzen der Kanäle führen.

Wie man hieraus ersieht, muß die Leitstation zunächst bei Aufnahme des Ubertragungsbetriebes Signale aussenden, die als Bezugssignale für die jeweiligen Sendeintervalle der anderen Stationen dienen. Dieses von der Leitstation S ausgesandte Signal der Wellenform m muß für das Signal der Wellenform 5 als Synchronisations-Rastimpulsfolge dienen und muß daher in bestimmten Signalbereichen der Wellenform m Synchronisationsimpulse in Form eines geeigneten Codewortes aufweisen. Sobald nach Sendebeginn die Rücklaufzeit 2t_MS der elektromagnetischen Welle verstrichen ist, wird das verstärkte Relaissignal an der Leitstation M empfangen, wo nunmehr an Hand der Laufzeit 2 t_MS die momentane Stellung der Relaisstation berechnet werden kann. Hiernach wird ein Satelliten-Stellungsinformationssignal abgeleitet und zusammen mit dem jeweils nächsten Signalimpuls als ein noch näher zu beschreibendes Satelliten-Stellungsberichtigungssignal für die Nebenstationen ausgestrahlt. Die Bodenstationen A und B nehmen ihren Sendebetrieb erst dann auf, wenn die Leitstation mit Aussendung des Berichtigungssignals begonnen hat. Vorteilhafterweise sieht man die Leitstation M für die Aussendung des Signals mit der Synchronisationsimpulsfolge und

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dem Satelliten-Stellungsberichtigungssignal für die frequenz, ein Zeitgeberimpulsgenerator 133 zur ErBodenstationen vor. zeugung einer Zeitgeberimpulsfolge aus der von dem

Zur Verhinderung der genannten gegenseitigen Frequenzteiler 132 eingespeisten Impulsfolge, eine Wechselwirkung der Übertragungskanäle schlägt die Synchronisationssignaltorschaltung 134, die in AbErfindung Tastimpulse vor. Von der Bodenstation A 5 hängigkeit von einer Ausgangsimpulsgruppe des Imwerden innerhalb der jeweiligen Signalimpulse a_v pulsgenerators 133 zwecks Abtrennung des Synchro- a₂, S₃ ... der Wellenform α Tastimpulse a_ü in noch nisationssignals aus dem Zeitmultiplexsignal getastet zu beschreibender Weise eingeordnet. Es sei darauf wird, ein hinsichtlich Frequenz und Zeitverhalten abverwiesen, daß ein Tastimpuls a₀, der zwar in gestimmtes Synchronisationssignal-Auswahlfilter 135 F i g. 2 (1) als Einzelimpuls dargestellt ist, tatsäch- io zur Abtrennung der Synchronisationsimpulskompolich aus einem bestimmten Codewort in Form einer nente aus dem vom Ausgang der Torschaltung 134 später beschriebenen Mehrzahl von Impulsen besteht eingespeisten Signal m, ein aus einer Verzögerungsund etwa zentral innerhalb eines jeden Zeitintervalls strecke 136 D und einer Subtraktionsschaltung 136 H liegt, das eine gleiche Breite wie das Zeitintervall A bestehendes, abgestimmtes Differentialfilter 136, ein hat. Innerhalb des Impulssignals O₁ wird der zentral 15 Tiefpaßfilter 137 und ein Niederfrequenzverstärker innerhalb des betreffenden Zeitintervalls gelegene 138. Als Oszillator 131 dient eine spannungsgeregelte Tastimpuls a₀ verstärkt und innerhalb des für das Stufe zur Erzeugung einer Impulsfolge mit veränder-Zeitintervall A zugemessenen Zeitintervalls aus- licher Wiederholungsfrequenz, die einen spannungsgestrahlt. Der Tastimpuls a₀ wird sodann an der geregelten Oszillator veränderlicher Frequenz und Bodenstation A innerhalb des Empfangsimpulssignal- ao eine Impulsformerschaltung umfaßt. Beim Fehlen zeitintervalls a_x der Empfangswellenform α« emp- einer Frequenzsteuerspannung wird eine Ausgangsfangen, welches dem Impulssignal Q₁ entspricht. impulsfolge festgelegter Wiederholungsfrequenz er-

F i g. 2 (3) zeigt den Anschlußbereich des Impuls- zeugt. Der Zeitgeberimpulsgenerator 133 enthält eine signals a_x innerhalb der Empfangswelle a_R in ver- Verzögerungsstrecke zur Verzögerung eines jeden größertem Zeitmaßstab. Dabei tritt der Tastimpuls g₀ 25 Impulses der von dem Frequenzteiler 132 zugeführdes Sendeimpulssignals a_t etwa zentral innerhalb des ten Impulsfolge um einen festen Betrag sowie eine Empfangsimpulssignals Ci₁ auf, wenn die Stellung der Mehrzahl von Ausgangsklemmengruppen T_{11 0}, T_d, Relaisstation bzw. der Abstand zu derselben im T_md und T,„ ₀, welche jeweils an ausgewählte Stellen wesentlichen dem in der zuvor beschriebenen Weise der Verzögerungsstrecke angeschlossen sind und jebestimmten Abstand gleich ist. Das Empfangsimpuls- 30 weils nach Einspeisung eines Impulses an den besignal tritt nach der übertriebenen Darstellung der treffenden Ausgangsklemmen nacheinander die Im-F i g. 2 (3) zu einem früheren Zeitpunkt a_n' oder zu pulse der Zeitgeberimpulsfolge erzeugen. Die an der einem späteren Zeitpunkt a₀" auf, wenn eine ent- Ausgangsausschlußklemmengruppe T_n, ₀ auftretenden sprechende Stellungsschwankung vorliegt. Wenn ein Zeitgeberimpulsfolgenimpulse dienen zur Tastung der Informationssignal während der gesamten Zeitdauer 35 Torschaltung 134, damit die Synchronisationsimpulsdes Impulssignals Q₁ ausgesandt wird, während der komponente W₀ aus dem Zeitmultiplexsignal für das Tastimpuls zu einem abweichenden Zeitpunkt emp- abgestimmte Auswahlfilter 135 abgetrennt wird. Die fangen wird, überlappt das Informationssignal die in dem abgestimmten Auswahlfilter 135 ausgesiebte benachbarten Impulssignale /H₁ bzw. b_v so daß sich Synchronisationsimpulskomponente ^z₀ wird nocheine gegenseitige Überlagerung ergibt. 40 mais in dem abgestimmten Differentialfilter 136 ge-

In entsprechendem Maße muß der Sendezeitpunkt siebt und sodann über das Tiefpaßfilter 137 und den des Tastimpulses a₀ berichtigt werden, damit der Im- Niederfrequenzverstärker 138 als Frequenzsteuerpuls a_Q innerhalb des vorgesehenen zentralen Be- signal in den Oszillator 131 eingespeist. Dieses reiches empfangen wird. Steuersignal nimmt den Zeitgeberimpulsgenerator 133

F i g. 3 zeigt eine Bodenstation A eines erfindungs- 45 mit, so daß er aus seinem anfänglichen freien Schwingemäßen Übertragungssystems in Form eines Block- gungszustand mit eingestellter Wiederholungsfrequenz Schaltbildes. Ein Empfangsteil 10 R umfaßt einen in den synchronisierten Schwingungszustand kommt. Demodulationsverstärker 12 zur Verstärkung und De- Der Zeitgeberimpulsgenerator 133 kann in an sich modulation eines durch eine Antenne 11 aufgenom- bekannter Weise aufgebaut sein und wird nicht weimenen Hochfrequenzsignals in an sich bekannter 50 ter beschrieben.

Weise, um daraus ein Zeitmultiplexsignal abzuleiten, Die Tastimpulsauswahlschaltung 14 enthält eine eine Zeitgeberimpuls-Synchronisationsschaltung 13, Tastimpulstrennstufe 14 D und eine Schaltsignaldie auf das in dem Zeitmultiplexsignal enthaltene, generatorstufe 14 G. Zu der Tastimpulstrennstufe 14 D von der Leitstation M ausgesandte Synchronisations- gehören eine Torschaltung 141, die durch die über signal im Sinne der Erzeugung einer Synchronisa- 55 die Ausgangsanschlußklemmengruppe T_a0 des Zeittions-Zeitgeberimpulsfolge anspricht, eine Tast- geberimpulsgenerators 133 zugeführte Zeitgeberimpulsauswahlschaltung 14 zur selektiven Trennung impulsfolge getastet wird und zur Trennung der Tastder Tastimpulse von dem Zeitmultiplexsignal, eine impulskomponente a₀ aus dem Zeitmultiplexsignal Korrektursignaltrennschaltung 15 zur Aussiebung dient, ein abgestimmtes Filter 142, ein abgestimmtes des oben genannten, von der Leitstation M aus- 60 Differentialfilter 143, welches nur dann eine Ausgestrahlten Satelliten-Berichtigungssignals sowie eine gangsspannung abgibt, wenn die Tastimpulskompo-Decodierungs- und Verteilerschaltung 16. nente a₀ innerhalb eines festgelegten Zeitintervalls

Zu der Zeitgeberimpuls-Synchronisationsschaltung empfangen wird, ein Tiefpaßfilter 144 und ein 13 gehören ein Impulsoszillator 131 mit veränder- Niederfrequenzverstärker 145. Die Schaltsignalgenelicher Wiederholungsfrequenz, ein Frequenzteiler 132 65 ratorstufe 14 G umfaßt ihrerseits ein an den Ausgang zur Teilung der Ausgangsschwingung des Impuls- des abgestimmten Filters 142 angeschlossenes Tiefgenerators 131 auf eine durch die Synchronisations- paßfilter 146 und einen Impulsgruppendetektor 147. impulsfolge des Signals rn bestimmte Wiederholungs- Das abgestimmte Filter wird nicht weiter beschrieben,

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da eine Erläuterung in einem Aufsatz »Delay-lock multiplexsignal die Informationssignalkomponente Tracking of Binary Signals« von J. J. Spilker in aus, decodiert dieselbe und verteilt die decodierten »Transactions of IEEE, PGSET«, März 1963, S. 1 Informationssignale eines jeden Kanals jeweils in an bis 8, gegeben ist. Der Teil 14 D trennt die Tast- sich bekannter Weise auf eine Mehrzahl von Ausimpulse a₀ ab, und der Teil 14 G erzeugt ein Steuer- 5 gangsklemmen. Soweit diese decodierten Inforsignal, das ein Maß für die Ankunftszeit der Tast- mationssignale Anteile enthalten, die nicht an die impulse a₀ bildet. Nebenstation A gerichtet sind, ist zur Aussiebung der

Die Korrektursignaltrennschaltung 15 umfaßt eine für die jeweilige Empfangsstation bestimmten Signale Torschaltung 151, die durch die an der Ausgangs- ein zusätzlicher Schaltkreis erforderlich. Ein solcher anschlußklemmengruppe T_md des Zeitgeberimpuls- io Schaltkreis hat jedoch mit der Erfindung keine ungenerators 133 abgenommene Zeitgeberimpulsfolge mittelbare Beziehung und wird deshalb nicht begetastet wird und zur Abtrennung der Berichtigungs- schrieben.

Signalkomponente m_d dient, einen D/A-Wandler 152, Innerhalb der Tastimpulsauswahlschaltung 14 einen Wellenformwandler 153, einen Programmgene- siebt das parallel zu dem abgestimmten Differentialrator 154 und eine Bezugszeitgebereinrichtung 155. 15 filter 143 an den Ausgang des abgestimmten Filters Der Programmgenerator 154 enthält beispielsweise 142 angeschlossene Tiefpaßfilter 146 die Tastimpulseine Mehrzahl von kreisförmig angeordneten, jeweils komponente aus und leitet dieselbe an den Impulsdurch das Programm vorgegebene Widerstandswerte gruppendetektor 147 weiter. Der Detektor 147 aufweisenden Widerstände, einen Spannungskonstant- spricht auf die durch das Tiefpaßfilter aus der Aushalter, einen auf die Bezugszeitimpulse der Bezugs- ao gangsspannung des abgestimmten Filters 142 ausgezeitgebereinrichtung 155 ansprechenden, langsam siebte niederfrequente Impulskomponente an und erlaufenden Motor und einen von dem Motor ange- zeugt ein Schaltsteuersignal. Das Schaltsteuersignal triebenen Abgriff, der jeweils mit einem Ende eines stellt somit in Form eines Niederfrequenzsignals dar, dieser Widerstände einen Stromkreis schließt. Hier- ob der Tastimpuls innerhalb des zugemessenen Zeitdurch wird ein Satellitenstellungs-Analogsignal er- 25 Intervalls empfangen wird oder nicht. Dieses Signal zeugt, indem auf Grund von Ephemeridentafeln in wird in die Tastimpuls-Sendesteuerschaltung 17 W Verbindung mit dem Bezugszeitsignal der von der eingespeist, welche beispielsweise eine Relaiswick-Erde und anderen Himmelskörpern auf die relative lung zur Steuerung der Schaltstellung einer Tast-Stellung der Satellitenrelaisstation S ausgeübte Ein- impulssendeschaltstufe 17 durch öffnen bzw. Schliefluß berechnet wird. Die Widerstandswerte der 30 ßen des Relaiskontakts enthält. Ein Kontaktstück Widerstände sind verstellbar und können von Hand 17F zweier fester Kontaktstücke der Tastimpulsoder automatisch mittels eines Elektronenrechners sendeschaltstufe 17 wird über den Verstärker 145 programmiert werden. Der Ausgleich der Satelliten- mit den in der Auswahlschaltung 14 aus dem Zeitstellung mittels Ephemeridentafeln wird nicht weiter multiplexsignal selektiv ausgesiebten Tastimpulsen beschrieben, da dies in einem Aufsatz »Radar Ex- 35 beschickt, während das andere Kontaktstück 17 Q ploration of Venus« von W. K. Victor und Mit- mit den Ausgangsimpulsen des Programmgenerators arbeiter in »Technical Report«, Bd. 32, Nr. 132 vom 154 beschickt wird. Somit ist unter der Steuerung der 1. August 1961, herausgegeben vom Jet Propulsion Tastimpuls-Sendesteuerschaltung 17 W zum Ausgang Laboratory, California Institut of Technology, USA, der Tastimpulssendeschaltstufe 17 der Ausgang des insbesondere in der Erläuterung zu den F i g. 8 und 9 40 Programmgenerators 154 bzw. der Eingang des Konauf S. 9 des Aufsatzes dargelegt ist. taktstückes 17 Q durchgeschaltet, wenn jeweils die

Wenn die Stellungsschwankung der Satellitenrelais- Tastimpulse O₀ nicht im Zentralbereich des Zeitinterstation nur die aus Ephemeridentafeln ableitbare valls für das Empfangssignal a_y empfangen werden, Schwankung und nicht die durch Ebbe und Flut der wohingegen der Ausgang des Verstärkers 154 bzw. Erde sowie andere Einflüsse verursachte Schwankung 45 der Eingang des Kontaktstückes 17F durchgeschaltet umfaßt, kann man die Tastimpulsfolge allein aus ist, nachdem ein Tastimpuls a_ü innerhalb eines zugedem Stellungssignal bilden, das in Abhängigkeit von messenen Zentralbereichs des Zeitintervalls empfanden Bezugszeitimpulsen der Bezugszeitgebereinrich- gen ist. Der selektive Ausgang der Schaltstufe 17 tung erzeugt wird. Da jedoch eine nicht voraussag- wird als Steuersignal für die Verzögerung in eine bare Stellungsschwankung unvermeidbar ist, muß 50 Schaltung 156 mit einstellbarer Verzögerung eingeman ein Satelliten-Stellungsberichtigungssignal be- speist, die für die Ausgangsimpulsfolge der Ausgangsnutzen, das während der Intervalle der Signalimpulse anschlußklemmengruppe T_{m 0} des Empf änger-Zeit-Si₁, M₂, m₃... von der Leitstation M ausgestrahlt geberimpulsgenerators 133 vorgesehen ist. Die Schalwird. Die durch die Torschaltung 151 abgetrennte tung 156 enthält eine Verzögerungsstrecke und einen Berichtigungssignalkomponente m_d wird in dem 55 Motor, der in Abhängigkeit von dem Verzögerungs-D/A-Wandler 153 in eine zweckmäßige Wellenform steuersignal Abgriffe längs dieser Verzögerungsgewandelt und dann als Steuerspannung in den Pro- strecke verstellt, und beschickt eine Senderzeitgebergrammgenerator 154 eingespeist. Die Steuerung des Synchronisationsschaltung 21 mit der entsprechend Generators 154 erfolgt durch diese Steuerspannung verzögerten Impulsfolge, welche an der Ausgangsinder Weise, daß eine nicht dargestellte Summations- 60 anschlußklemmengruppe T_m0 des Zeitgeberimpulsschaltung die Summe der Steuerspannung und der generators 133 abgegeben wird.
Satellitenstellungs-Analogspannung ableitet. Diese In ähnlicher Weise wie die Empfangszeitgeber-Steuerung kann in an sich bekannter Weise erfolgen impuls-Synchronisationsschaltung 13 umfaßt die Zeit- und wird nicht im einzelnen erläutert. geberimpuls-Synchronisationsschaltung 21 eine Ver-

Die mit der an der Ausgangsanschlußklemmen- 65 zögerungsstrecke mit einer Mehrzahl von Ausgangsgruppe T₁; des Zeitgeberimpulsgenerators 133 auf- klemmengruppen T_t, T_c... und erzeugt entsprechend tretenden Zeitgeberimpulsfolge beschickte Decodie- der von der Schaltung 156 mit veränderlicher Verrungs- und Verteilerschaltung 16 wählt aus dem Zeit- zögerung zugeführten Impulfolge nacheinander an

den verschiedenen Ausgangsklemmengruppen Zeitgeberimpulsfolgen. Somit hängen die Zeitpunkte, zu denen die Impulse an einer bestimmten Klemme dieser Anschlußklemmengruppen erscheinen, von den Ankunftszeitpunkten der über die Schaltung 156 mit veränderlicher Verzögerung eingespeisten Impulse ab. Daher werden diejenigen Zeitpunkte innerhalb des Sendesignals, welche den Tastimpulsen zugeordnet sind, durch die von der Verzögerungsschaltung zugeführten Tastimpulse gesteuert. Von den in dieser Schaltung 21 erzeugten Ausgangsimpulsfolgen werden die an der Ausgangsklemmengruppe T_t auftretenden Impulsfolgen zwecks Tastung in einen Sendersynchronisationssignalgenerator 22 eingespeist. Die an der Ausgangsklemmengruppe T_c auftretenden Impulsfolgen werden zur Zeitsteuerung in eine Codierungsschaltung 23 eingegeben. Die Codierungsschaltung 23 wandelt unter der Steuerung dieser Zeitgeberimpulsfolgen in an sich bekannter Weise die in einer Mehrzahl von Kanälen über eine entsprechende Anzahl von Eingangsklemmen zugeführten Informationssignale in Zeitmultiplex-Codesignale um, die über eine Informationssignalübertragungsschaltstufe 24 einer Informationssignalübertragungssteuerschaltung 24 W zu einem Sender 25 weitergegeben werden. Der Sender 25 setzt die Frequenz der auszusendenden Codesignale um, bewirkt eine Leistungsverstärkung und strahlt das Gesamtsignal in Richtung der Satellitenrelaisstation S über eine Antenne 26 ab.

Die Ausgangsspannung des Detektors 147 wird außer der Tastimpuls-Sendesteuerschaltung 17 W einer Verzögerungsstrecke 27 zugeführt und schließlich der Informationssignalübertragungssteuerschaltung 24 W, die die Informationssignalübertragungsschaltstufe 24 in nichtleitendem Zustand hält, solange die Ausgangsspannung des Detektors 147 nicht über die Verzögerungsstrecke 27 zugeführt wird, d. h. solange die Tastimpulse nicht innerhalb der oben genannten bevorzugten Zeitintervalle liegen. Die Schaltstufe wird leitend, wenn die genannte Ausgangsspannung vorhanden ist. Die Verzögerungszeit der Verzögerungsstrecke 27 ist größer als das von dem Zeitpunkt, wo die Tastimpulse zuerst zu den jeweils zugemessenen Zeitpunkten empfangen werden, worauf der bewegliche Kontakt der Tastimpulssendeschaltstufe auf das feste Kontaktstück 17 P umgelegt wird, gemessene Zeitintervalle, bis die noch zu beschreibende Rückkoppelungsschleife ihren stationären Zustand erreicht, so daß der Informationssignalausgang von der Codierungsschaltstufe 23 weitergegeben wird, sobald das Tastverfahren in genügendem Maße durchgeführt worden ist.

Nach den vorigen Ausführungen bilden die Senderzeitgeber-Synchronisationsschaltung 21, der Sender-Synchronisationssignalgenerator 22, die Codierungsschaltung 23, die Informationssignalübertragungsschaltstufe 24 und der Sender 25 den Sendeteil 10 T der Bodenstation Λ.

Wie man aus dem obigen erkennt, hält die Bodenstation A den Synchronismus der eigenen Station im ganzen dadurch aufrecht, daß vor Übertragung der Imformationssignale Tastimpulse zu solchen Zeitpunkten ausgestrahlt werden, die nach Ephemeridentafeln, nach Rastersynchronisationssignalen und Satelliten-Stellungsberichtigungssignalen der Leitstation grob bestimmt sind. Sodann werden nach diesem Tastverfahren die relativen zeitlichen Lagen der nach Rückkehr der elektromagnetischen Welle empfangenen Tastimpulse bestimmt, d. h. die zeitlichen Lagen gegenüber den Rastersynchronisationsimpulsen. In Abhängigkeit von den Ergebnissen dieser Bestimmung werden die Sendezeitpunkte der Tastimpulse im Sinne einer Verschiebung der Empfangszeitpunkte der Tastimpulse in die bevorzugte Lage gesteuert. Schließlich erfolgt nach Abschluß des Tastverfahrens ein Mitnahmeeffekt, indem für die Empfangstastimpulse eine Rückkoppelungsschleife zur Mitnahme der Sendetastimpulse gebildet wird.

Wenn auch an Hand von Fig. 3 nur die Bodenstation A erläutert worden ist, so ist es doch selbstverständlich, daß die Bodenstation B denselben Aufbau besitzt. Der Aufbau der Leitstation M unterscheidet sich nicht wesentlich von dem der Bodenstation A; in der Leitstation fehlen die Tastimpulsauswahlschaltung 14, die Korrektursignaltrennschaltung 15 und die Schaltstufen 17 und 24, andererseits sind ein Synchronisationssignalgenerator und ein Satelliten-Stellungsberichtigungssignalgenerator vorhanden, da die Leitstation entsprechend ihrer Bestimmung die Synchronisationsbezugsgröße für das gesamte Übertragungssystem liefert.

In der obigen Beschreibung war angenommen, daß jedes Signal m, α und b nach Fig. 2 (1) ein PCM-Zeitmultiplexsignal ist. Die einzelnen Signale brauchen jedoch nicht diese Form zu haben, vielmehr kann jeweils ein verschlüsseltes Analogsignal eines einzigen Kanals vorhanden sein. Man kann ferner den Aufbau der Nebenstation nach Fig. 3 in verschiedener Weise abwandeln. Beispielsweise kann die aus einem Frequenzteiler 132 und dem Zeitgeberimpulsgenerator 133 bestehende Empfangszeitgeberimpuls-Synchronisationsschaltung durch ein Schieberegister oder eine andere bekannte Schaltung ersetzt werden. Die Tastimpulssendeschaltstufe 17 oder die Informationssignalübertragungsschaltstufe 24, die jeweils in Form von Relaiskontakten dargestellt sind, können durch eine bekannte elektronische Schaltanordnung ersetzt werden, welche Schalttransistoren oder ähnliche Schaltelemente enthält. Die obige Beschreibung hat vorzugsweise auf eine Satellitenrelaisstation als Relaisstation S Bezug genommen. Die Erfindung kann jedoch selbstverständlich auch in anderen Fällen angewandt werden, wo die Relaisstation 5 sehr weit entfernt ist und Mehrwegstöreinfiüsse und andere Störeinflüsse nachteilig sind. Die Anzahl der Bodenstationen ist nicht auf drei, nämlich die Stationen A, B und M, beschränkt, sondern kann erforderlichenfalls vermehrt werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Radiofrequentes Zeitmultiplexübertragungssystem mit einer Satellitenrelaisstation und einer Mehrzahl von Bodenstationen, die innerhalb der Reichweite der Relaisstation aufgestellt sind und unter gemeinsamer Benutzung der Relaisstation jeweils innerhalb zugeteilter Zeitintervalle in einem im wesentlichen gleichen Frequenzband radiofrequente Signalübertragungen austauschen, wobei die den verschiedenen Bodenstationen zugeteilten Übertragungsintervalle zeitmultiplexartig angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitstation (M) mit konstanter Wiederholungsfrequenz jeweils aus einem Synchronisationssignal als Bezugssignal für das Zeitmultiplexraster und einem Satellitenberichtigungs-

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signal bestehende Rastimpulse aussendet und daß in jeder anderen Bodenstation (A, B) im Sendeteil ein Sendersynchronisationssignalgenerator (22) zur periodischen Erzeugung einer Tastimpulscodewellenform (a_Q) jeweils innerhalb eines bestimmten Zeitpunktes des der betreffenden Bodenstation (A) zugeteilten Sendeintervalls (O₁, a,₂...), eine Steuerschaltung (156) zur zeitlichen Steuerung der Tastimpulsaussendung sowie eine Tastimpulssendeschaltstufe (17) und im Empfangsteil eine durch die Synchronisationssignale gesteuerte Zeitgeberimpuls-Synchronisationsschaltung (13), eine Korrektursignaltrennschaltung (15) zur Aussiebung des Satellitenberichtigungssignals und zur Ableitung eines die Satellitenstellung berücksichtigenden Steuersignals für die Steuerschaltung (156) sowie eine durch die Steuerimpulse der Zeitgeberimpuls-Synchronisationsschaltung geöffnete Tastimpulsauswahlschaltung (14) vorhanden sind, in der einem abgestimmten Filter (142) einerseits ein Impulsgruppendetektor (147) zur Erfassung der Tastimpulse sowie andererseits ein Differentialfilter (143) zur Ableitung eines Verschiebungssignals entsprechend der relativen zeitlichen Lage der wiederempfangenen Tastimpulse gegenüber den Rastersynchronisationsimpulsen, d. h. entsprechend der Lage der Tastimpulse innerhalb des Sendeintervalls, nachgeschaltet sind, wobei die Tastimpulssendeschaltstufe (17) einerseits, wenn die Tastimpulse in dem Impulsgruppendetektor nicht erfaßt werden, über einen Kontakt (170 das Steuersignal der Korrektursignaltrennschaltung (15) und andererseits bei Erfassung der Tastimpulse in dem Impulsgruppendetektor (147) über einen Kontakt (17P) das Verschiebungssignal des Differentialfilters (143) zu der Steuerschaltung (156) durchläßt, wodurch in letzterem Fall eine Rückkopplungsschleife für die Tastimpulse geschlossen ist.

2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sendestufe jeder der anderen Bodenstationen (A, B) eine Informationssignalübertragungssteuerschaltung (24 W) vorgesehen ist, die über eine Verzögerungsstrecke (27) an den Impulsgruppendetektor (147) angeschlossen ist und eine Informationssignalübertragung erst ermöglicht, wenn die Tastimpulse innerhalb des Impulsgruppendetektors (147) erfaßt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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