DE2159384A1

DE2159384A1 - Zeitmultiplex-Übertragungssystem, das über einen Satelliten eine Mehrzahl von Stationen verbindet

Info

Publication number: DE2159384A1
Application number: DE19712159384
Authority: DE
Inventors: Gabriele Poretti Bernasconi
Original assignee: Societa Italiana Telecomunicazioni Siemens SpA
Current assignee: Italtel SpA
Priority date: 1970-12-17
Filing date: 1971-11-30
Publication date: 1972-07-13
Also published as: FR2111113A5; CA970487A; AU3683571A; SE370833B; US3761814A; GB1349658A; AU455389B2; BE774415A; NL7117417A; CH541259A; ES395091A1

Description

8496-71/H DB 224 33 133 A/70 ν. 17.12.1970

SOCIETA¹ ITALIANA TELECOMUNICAZIONI SIEMENS s.p.a.,

Mailand / Italien

Zeitmultiplex-Übertragungssystem, das über einen Satelliten eine Mehrzahl von Stationen verbindet

Die Erfindung betrifft ein Zeitmultiplex-Übertragungssystem, das über einen Satelliten eine Mehrzahl von Stationen verbindet, von denen eine als Bezugsstation zum Erzeugen von Synchronisiersignalen für die übrigen Stationen dient, wobei Daten-Unterrahmen für Nutzinformationen und Bezugs-Unterrahmen für die Synchroninformationen übertragen werden, mit einer Anordnung zum selbsttätigen Ersetzen der Bezugsstation durch eine der übrigen Stationen. Letzteres ist notwendig, falls die Bezugsstation die Sendung der Synchronsignale einstellt.

Es ist ein mit Satelliten arbeitendes Übertragungssystem bekannt, bei dem von den auf der Erde befindlichen Stationen eine dazu bestimmt wird, ein Synchronwort auszusenden, das den übrigen Stationen die richtige zeitliche Verteilung der von ihnen gesendeten Informationen ermöglicht. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß die Bezugsstation automatisch durch, eine der Stationen des Systems ersetzt werden muß, die zu einem gegebenen Zeitpunkt Informationen übertragen, falls zu diesem Zeitpunkt die Bezugsstation die Übertragung der Synchronsignale einstellt.

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Die Erfindung löst dieses Problem-dadurch, daß jede Station auf der Erde eine Kontrolleinheit besitzt, die im wesentlichen aus folgenden Schaltungen, besteht: Einer Generatorschaltung, die das Synchronwort und die Adresse der (örtlichen) Station in Übereinstimmung mit dem Bezugs-Unterrahmen erzeugt, falls die Station als Bezugsstation arbeitet; einer Schaltung zur Erkennung der im gegebenen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit dem Bezugs-Unterrahmen übertragenen, der augenblicklichen Bezugsstation entsprechenden Adresse; einem Register, in welchem die am Ausgang der Kennschaltung erscheinende Adresse der Bezugsstation gespeichert wird J einer Koinzidenzschaltung, die den der Bezugsstation entsprechenden Daten-Unterrahmen erkennt, der von einem örtlichen Zähler abgetastet oder abgezählt wird; einem Netzwerk zur Erkennung des Synchronwortes, das den Ausfall der augenblicklichen Bezugsstation übermittelt, wenn es das Fehlen des Synchronwortes für eine festgelegte Anzahl von aufeinanderfolgenden Rahmen feststellt einem Programmnetzwerk, das nach Empfang der Information über das Fehlen des Synchronwortes beim Ausfall der augenblicklichen Bezugsstation die örtliche Station in den Zustand einer Bezugsstation versetzt, wenn der erste Daten-Unterrahmen, der nach dem Daten-Unterrahmen der ausgefallenen Bezugsstation erscheint und bei dem eine Übertragung von Informationen erfolgt, die örtliche Station betrifft.

Wie schon erwähnt wurde, ist hierbei unter einem Daten-Unterrahmen ein Unterrahmen zu verstehen, der zur Übertragung von Nutζinformationen bestimmt ist, während ein Bezugs-Unterrahmen zur Übertragung der Synchronin-

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forraationen des gesamten. Systems bestimmt ist.

In Verbindung mit der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Struktur des Rahmens, des Daten-Unterrahmens und des Bezugs-Unterrahmens;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Kontrolleinheit des Systems;

Fig. 3 die schematische Schaltungsanordnung des Programmnetzwerkes zum Ersetzen der Bezugsstation durch die örtliche Station, wenn die Bezugsstation ausfällt;

und

Fig. 4 die zeitliche Lage von im Programmnetzwerk auftretenden Signalen.

Gemäß Fig. la setzt sich jeder Rahmen mit der Dauer T aus η Unterrahmen, die zur Übertragung von Nutzinformationen bestimmt sind, und aus einem Bezugs-Unterrahmen r mit der Dauer T₁ zusammen. Jeder Station können ein oder mehrere Daten-Unterrahmen zugeteilt werden. Im Bezugs-ünterrahmen r, der genauer in Fig. Ic dargestellt ist, werden das Signal Sm für die Synchronisierung der Modems, das Rahmen-Synchronwort St und die Adresse Ir der Bezugsstation übertragen. Die Adresse besteht aus einer solchen Anzahl X von Bits, daß 2 _> n, wobei η die Anzahl der Unterrahmen ist. In einem in seiner allgemeinen Form in Fig. Ib dargestellten Daten^Unterrahmen werden das Träger-Wiedergewinnungssignal Rp, das Modem-Synchronsignal Sm, das Unterrahmen-Synchronsignal Sst und schließlich die Daten d übertragen. Das Synchronsignal Sst ist bei allen Stationen gleich, unterscheidet sich aber vom Rahmen-Synchronsignal.

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In jeder Station befindet sich eine zentrale Einheit, welche den der Station zugeteilten Unterrahmen synchronisiert , um eine Überschneidung von Unterrahmen im Transponder des Satelliten zu vermeiden. Diese Einheit enthält einen Bit-Zähler, mit dem die Bits jeder Station berechnet werden können, und ein Unterrahmen-Zähler, der deshalb vorgesehen ist, damit jede Station den Zeitpunkt des ihr zugeteilten Unterrahmens kennt. Diese Zähler werden vom Rahmen-Synchronsignal auf Null gestellt,

In jeder Station ist ferner eine Kontrolleinheit vorgesehen, die am Eingang die vom Transponder des Satelliten kommenden Signale empfängt und aufgrund dieser Signale bestimmt, ob die Station als Bezugsstation arbeiten soll oder nicht. Im ersteren Fall bewirkt die Kontrolleinheit, daß die Schaltung zum Erzeugen des Synchronwortes und der Stationsadresse in Betrieb gesetzt wird. Anderenfalls meldet sie , daß die Station als Ortsstation arbeitet.

Die Kontrolleinheit (Fig. 2) enthält eine Verknüpfungsschaltung Re zum Identifizieren der Adresse der Bezugsstation; ein Register Rg, in welches die Adresse der Bezugsstation übertragen wird; eine Koinzidenzschaltung Co, welche die im Register Rg geschriebene Zahl mit dem Zählwert eines (nicht dargestellten) Zählers vergleicht, der die auf den Bezugs-Unterrahmen folgenden Daten-Unterrahmen der Reihe nach zählt; und ein Programmnetzwerk Rpr. Das Programmnetzwerk Rpr entscheidet aufgrund des Rahmen-Synchronimpulses It, eines Impulses Ic, der den Ausfall der augenblicklichen Bezugsstation anzeigt, des Unterrahmen-Synchronimpulses Ist, eines Impulses Si, der anzeigt, daß der augenblickliche Unterrahmen zur

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betreffenden Station gehört, und des von der Koinzidenzschaltung Co erzeugten Impulses, ob die Station als Bezugsstation oder als Ortsstation arbeiten soll. Im ersten Fall wird das Signal Q, im zweiten Fall das Signal Q erzeugt. Der erwähnte Zähler für die Daten-Unterrahmen ist eine in der Station bereits vorhandene Einheit, die zum Synchronisieren der Station selbst dient.

Im betrachteten Fall sei angenommen, daß die Adresse jeder Station mit der Adresse des zugehörigen Daten-Unterrahmens übereinstimmt. Diese Übereinstimmung ist jedoch nicht notwendig, wenn eine geeignete Umformungsmatrix vorgesehen ist, welche die Daten-Unterrahmenadresse in die Adresse der Station umwandelt.

Die Verknüpfungsschaltung Re zum Identifizieren der Adresse der Bezugsstation arbeitet nur einmal zu Beginn der Übertragung nach einem Mehrwertkriterium (Majorität skr it er ium) aufgrund von drei aufeinanderfolgenden Prüfwerten, und jedesmal, wenn die Beaugsstation wechselt. Eine genaue Beschreibung dieser Verknüpfungsschaltung erübrigt sich, da sie im wesentlichen einer gewöhnlichen Schaltung zur Datenextraktion aus dem Rahmen (die Daten des Unterrahmens r) entspricht. Der einzige Unterschied besteht darin, daß ein Zähler vorgesehen ist, der nach dem Empfang der Information über das Feststellen der Nummer der Bezugsstation eine vorbestimmte Anzahl von weiteren Feststellungsversuchen verhindert, bis er einen Impuls Ir empfängt, der den Ausfall der Bözugsstation anzeigt. Die Adresse der Bezugsstation verbleibt solange im Register, bis der Ausfall der Bezugsstation festgestellt wird und somit in das Register die Adresse der

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neuen Bezugsstation geschrieben werden muß.

Die Koinzidenzschaltung Co vergleicht, wie schon erwähnt wurde, die Ausgangssignale des Registers mit denjenigen des Unterrahmen-Zählers. Wenn dieser Zähler die Zahl erreicht hat, die der Bezugsstation bzw. deren Nummer entspricht, erzeugt die Koinzidenzschaltung einen Impuls, der solange wie der Unterrahmen der Bezugsstation dauert und dem Programmnetzwerk Rpr übermittelt wird.

Im Programmnetzwerk, dessen Schaltungsanordnung im einzelnen Fig. 3 zu entnehmen ist, setzt der Koinzidenzimpuls Ic die bistabile Kippschaltung F₁. Die Kippschaltung F. wird vom ersten Unterrahmen-Synchronimpuls Ist rückgesetzt, der dem ersten Daten-Unterrahmen entspricht, in welchem zum gegebenen Zeitpunkt die Informationsübertragung erfolgt. Von einem Dekodierungsnetzwerk werden während des Empfanges der Daten-Rahmen- und Daten-Unterrahmen-Synchronworte die Impulse Si, It und Ist erzeugt. Venn der vom Impuls Ist identifizierte Unterrahmen derselbe ist wie der vom Impuls Si identifizierte Unterrahmen, erzeugt die Torschaltung A₁ ein Setzsignal für die bistabile Kippschaltung F_. Die in der Kippschaltung F„ enthaltene Information zeigt an, daß die örtliche Station zur Reservestation des Systems bestimmt ist.

Wenn ein Impuls Ir erscheint, der angibt, daß die gegenwärtige Bezugsstation ausgefallen ist, wird die in der bistabilen Kippschaltung F₂ enthaltene Information über die Torschaltung A„ und die Summenbildungs-Verknüpfungsschaltung O₁ in die bistabile Kippschaltung

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F übertragen, wodurch festgelegt wird, daß die örtliche Station vom Ortsbetrieb dazu übergeht, als Bezugsstation zu arbeiten. Für den ersten Zustand (Ortsbetrieb) erzeugt die bistabile Kippschaltung F das Signal Q, für den zweiten Zustand das Signal Q. Wenn in der bistabilen Kippschaltung F die Information, daß die betreffende Station die Reservestation ist, nicht enthalten ist, wird über die Torschaltung A, und die Summenbildungs-Verknüpfungsschaltung 0_ beim Erscheinen des den Ausfall der Bezugsstation anzeigenden Impulses Ir in der bistabilen Kippschaltung F_ der erste Betriebszustand (Betrieb als Ortsstation) bestätigt. Die Kippschaltung F₀ wird bei jedem Rahmen vom Rahmen-Synchronimpuls It auf Null gestellt. Die Information, ob die Station eine Reservestation ist oder nicht, wird also bei jedem Rahmen erneuert.

Der restliche Teil der Schaltung dient zum Einschalten der Station in das System. Das Handnullstellungssignal Az erzeugt durch die monostabile Kippschaltung M. ein allgemeines Nullstellungssignal Azg, das die gesamte Anlage für den richtigen Betrieb vorbereitet. Über die Summenschaltung O^ setzt das Signal Azg die bistabile Kippschaltung F , in die dadurch der Bezugsstations-Betriebszustand geschrieben wird. Hierdurch erfolgt im Bereich des Systems keine Störung, wenn bereits einige Stationen in die Übertragung eingeschaltet sind, da die Station in der Anfangsphase nicht zum Satelliten übertragen, sondern nur Informationen von den anderen Stationen empfangen kann.

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— ο -

Wenn die Summenbildungs-Verknüpfungsschaltung O einen Rahmen-Synchronimpuls It oder einen Unterrahmen-Synchronimpuls Ist abtastet, setzt sie die bistabile Kippschaltung F^ auf Null zurück. Durch den Wechsel des Ausgangssignals der Kippschaltung F. wird die monostabile Kippschaltung M₀ angesteuert, die einen Impuls erzeugt, welcher seinerseits die bistabile Kippschaltung F_ auf Null zurücksetzt. In der Kippschaltung F_ wird hierdurch die Information geschrieben, daß die Station als Ortsstation arbeiten soll. Wenn weder ein Unterrahmennoch ein Rahmen-Synchronimpuls empfangen wird, bestätigt dies den Betrieb als Bezugsstation, wobei dies bedeutet, daß die örtliche Station die erste Station ist, die in das System eingeschaltet wird. Das Programmnetzwerk führt die beschriebenen Operationen aus, bevor der Zugang der Station zum Satelliten freigegeben wird.

In Fig. 4 zeigt das Diagramm (a) die Struktur des Rahmens, der aus dem Bezugs-Unterrahmen r und den Daten-Unterrahmen 1 ... η besteht. Im Diagramm (b) sind die Rahmen-Synchronimpulse It dargestellt, die zeitlich mit den entsprechenden Bezugs-Unterrahmen zusammenfallen. Das Diagramm (c)' zeigt die Unterrahmen-Synchronimpulse Ist, die nur in Übereinstimmung mit den Unterrahmen erzeugt werden, die zu aktiven Stationen gehören. Im vorliegenden Fall sind dies die Stationen, welche die Unterrahmen n-1, 2, 3» 6, 7, η - 3 belegen. Das Diagramm (d) zeigt die Koinzidenzimpulse Ic, die unter der Annahme erzeugt werden, daß die Bezugsstation den Unterrahmen 3 belegt. Der Koxnzidenzimpuls hat die gleiche Dauer wie der Unterrahmen. In den Diagrammen (e) und (f) sind die Impulse Sg bzw. S_ gezeigt, welche die Daten-Unterrahmen identi-

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_ Q — '

fizieren, in denen zur gegebenen Zeit die örtlichen Stationen 6 bzw. 7 übertragen. Im Diagramm (g) ist die im Punkt A (Fig. 3) am Ausgang der bistabilen Kippschaltung F₁ auftretende Schwingungsform unter der Annahme dargestellt, daß der erste von der Station nach dem Unterrahmen, der der Bezugsstation entspricht, empfangene Daten-Unterrahmen der vom Impuls S/- identifizierte Unterrahmen 6 ist.

Das Diagramm (h) zeigt die im Punkt B am Ausgang der Torschaltung A.. auftretende Schwingungsform, wenn die örtliche Station im Daten-Unterrahmen 6 überträgt. In diesem Fall erscheint am Ausgang der Torschaltung A. ein Impuls, der die bistabile Kippschaltung F₀ umschalten läßt. Wenn der Daten-Unterrahmen 6 für eine andere Station bestimmt wäre und die örtliche Station über den Daten-Unterrahmen 7 und einen beliebigen folgenden Daten-Unterrahmen verfügen würde, wären am Punkt B keine Impulse vorhanden. Das Diagramm (i) zeigt die am Punkt C zwischen dem Ausgang der bistabilen Kippschaltung-F₂ und dem Eingang der Torschaltung A₂ auftretende Schwingungsform für den Fall, daß in dieser Kippschaltung die Information gespeichert wird, daß die örtliche Station zur Reservestation bestimmt ist. Entsprechend dem Bezugs -Unterrahmen wird die in der Kippschaltung F₂ enthaltene Information gelöscht und in einem folgenden Rahmen nur dann wieder hergestellt, wenn die Torschaltung A₁ die Information liefert, daß die Ortsstation zur Reservestation bestimmt ist.

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Wenn einer solchen Station mehrere Daten-Unterrahmen zugeteilt werden, wird nur einer von ihnen, z.B. der erste im Rahmen enthaltene Unterrahmen, für das hier beschriebene System als der dieser Station entsprechende Daten-Unterrahmen identifiziert. Die den anderen Unterrahmen derselben Station entsprechenden Unterrahmen-Synchronimpulse werden daran gehindert, in das Programmnetzwerk zu gelangen und die bistabile Kippschaltung F₁ zu löschen.

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Claims

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Patentansprüche

( 1. /Zeitmultiplex-Übertragungssystem, das über einen Satelliten eine Mehrzahl von Stationen verbindet, von denen eine als Bezugsstation zum Erzeugen von Synchronisiersignalen für die übrigen Stationen dient, wobei Daten-Unterrahmen für Nutzinformationen und Bezugs-Unterrahmen für die Synchroninformation übertragen werden, mit einer Anordnung zum selbsttätigen Ersetzen der Bezugsstation durch eine der übrigen Stationen, dadurch gekennzeichnet , daß jede Station auf der Erde eine Kontrolleinheit besitzt, die im wesentlichen aus folgenden Schaltungen besteht: einer Generatorschaltung, die das Synchronwort und die Adresse der Station in Übereinstimmung mit dem Bezugs-Unterrahmen erzeugt, falls die Station als Bezugsstation arbeitet; einer Schaltung (Re) zum Identifizieren der im gegebenen Zeitpunkt in Übereinstimmung mit dem Bezugs-Unterrahmen übertragenen, der augenblicklichen Bezugsstation entsprechenden Adresse; einem Register (Rg), in dem die am Ausgang der Identifizierungsschaltung (Re) erscheinende Adresse der Bezugsstation gespeichert wird; einer Koinzidenzschaltung (Co), die den der Bezugsstation entsprechenden Daten-Unterrahmen erkennt, der von einem örtlichen Zähler abgezählt wird; einem Netzwerk zur Erkennung des Synchronwortes, das den Ausfall der augenblicklichen Bezugsstation übermittelt, wenn es das Fehlen

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des Synchronwortes für eine festgelegte Anzahl von aufeinanderfolgenden Rahmen feststellt; einem Programmnetzwerk (Rpr), das nach dem Empfang der Information über das Fehlen des Synchronvrortes beim Ausfall der augenblicklichen Bezugsstation die örtliche Station in den Zustand einer Bezugsstation versetzt, wenn der erste Daten-Unterrahmen, der nach dem Daten-Unterrahmen der ausgefallenen Bezugsstation erscheint und bei dem eine Übertragung von Informationen erfolgt, die örtliche Station betrifft.
2. System nach Anspruch 1, dadurch geken nzeichnet, daß das Pr ο gr ammne t zvrerk (Rpr) eine erste bistabile Kippschaltung (F^ ) enthält, die bei jedem Rahmen eine Information speichert, welche besagt, daß der der augenblicklichen Bezugsstation entsprechende Daten-Unterrahmen erkannt worden ist, und welche von jedem erscheinenden Daten-Unterrahmen-Synchronimpuls gelöscht wird; ferner eine Torschaltung (Aj), die erkennt, ob der Daten-Unterrahmen-Synchronimpuls, der die in der bistabilen Kippschaltung (F.) gespeicherte Information löscht, dem der örtlichen Station zugeteilten Daten-Unterrahmen entspricht oder nicht; eine zweite bistabile Kippschaltung (F₂^' ^*-^{e oe}i jedem Rahmen die von der Torschaltung (A₁) gelieferte Information speichert; sowie eine dritte bistabile Kippschaltung (F-) , in welche die in der zweiten bistabilen Kippschaltung (F₂) enthaltene Information übertragen wird, wenn das Programmnetzwerk einen Impuls empfängt, der anzeigt , daß die augenblickliche Bezugsstation außer

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Betrieb ist, und welche ein Ausgangssignal erzeugt , das anzeigt, ob die Station als Bezugsstation arbeiten soll oder nicht.

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